实验3.4霍尔效应法测磁场.ppt

《实验3.4霍尔效应法测磁场.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、实验3.4霍尔效应法测磁场实验目的实验仪器实验原理实验内容和步骤思考题实验目的：1.了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识2.掌握测试霍尔元件的工作特性的方法3.学习用霍尔效应测量磁场的方法4.学习用“对称测量法”消除副效应的影响5.描绘霍尔元件试样的VH-IS和VH-IM曲线6.学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布，描绘B-X曲线HL-Ⅲ型霍尔效应实验组合仪(电源)HL-C型螺线管实验装置实验仪器：实验原理：1.霍尔效应法测量磁场原理霍尔效应从本质上讲是指运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起偏转的现象。d+++++++++++++-------------A’C’A

2、ClISEHveEHbOYXZ图1霍尔效应法测量磁场原理d+++++++++++++-------------C’AClISEHvb+eA’eEH对于图1所示的半导体试样，若在X方向通以电流IS，在Z方向加磁场B，则在Y方向即试样A、A'方向电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场——霍尔电场，电场的指向取决于试样的导电类型。当样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有通过的电流为：由（1）和（2）式，得霍尔系数，反映材料的霍尔效应强弱的重要参数霍尔元件的灵敏度（3）式可写为：2.霍尔电压的VH测量方法——对称测量法ISAA′VH图2等势面电极A和A’的位置难做到在一个理想的等势面上当有IS流过

3、样品时，即使不加磁场也会产生附加电压即：符号只与电流方向有关，与磁场无关，可以通过改变电流方向予以消除。在规定了电流和磁场的正、反方向后，分别测量由下列四组不同方向的IS和B组合的VH，这种测量VH的方法称为“对称测量法”3.载流长直螺线管内的磁感应强度XOBMB图3磁力线分布对于一个有限长的螺线管，在距两端口等距离的中心点，磁感应强度最大，为在其内部的磁场是均匀的，仅在靠近两端口处，才呈现出明显的不均匀性实验内容及步骤：1.霍尔元件输出特性测量。（1）连接测试仪和实验仪之间相对应的VH、IS、IM各组连线；（2）转动霍尔元件探杆支架的旋钮X，慢慢将霍尔元件试样移到螺线管的中心位置（3）描绘V

4、H～IS曲线（4）测绘VH～IM曲线2.测绘螺线管轴线上磁感应强度的分布（1）以相距螺线管两端口等距离的中心位置为坐标原点，调节旋钮X，改变探杆的位置，测量各点的磁场。（2）绘制B～X曲线，验证螺线管端口的磁感应强度为中心位置磁感应强度的1/2（可不考虑温度对VH的修正）。（3）将螺线管中心的B值与理论值进行比较，求出相对误差（需考虑温度对VH值的影响）。注意事项：测绘B～X曲线时，螺线管两端口附近磁感应强度变化大，应多测几点。在实验台和仪器接线时，切记不能将测试仪电源的励磁电源“IM输出”误接到实验装置的“IS输入”或“VH输出”接错，否则一旦通电，霍尔样品将会遭损坏。思考题：对称测量法能否

5、完全消除副效应影响？你能想出更好的实验方法吗？霍尔元件通以交变电流时如何测量所产生的霍尔电压？如何根据霍尔电压的正负来判别半导体材料的导电类型？作业：完成本次实验的数据处理，预习下一次实验内容。