利用霍的尔元件测磁场.ppt

大学物理实验 用霍尔元件测磁场 实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求 阅读材料 * 深圳大学物理实验中心 一、实验目的 学习用霍尔元件测量长直螺线管的轴向磁场分布 了解产生霍尔效应的物理过程 学习“对称测量法”消除负效应的影响，测量试样的VH—IS 和VH—IＭ曲线 确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率 二、实验原理 O y z x B I 1、霍尔电动势 ２、样品的导电类型 P型：空穴导电，在如图条件下，Ｂ点高于Ａ N型：电子导电，在如图条件下，A点高于B Ａ Ｂ v ：霍尔电动势 ：霍尔器件的灵敏度 :材料的霍尔系数 二、实验原理 ４、霍尔元件的参数 （1）迁移率 电导率 平均漂移速率 等位面 电压端 电流端 ３、附加电动势 电热（爱廷豪森效应） 温差（能斯特效应里纪勒杜克效应） 不等电位差（零位误差） 对称测量法消除副效应 通过改变磁场的方向或改变霍尔电流的方向，即分别测量四组不同方向的Is和B组合的VAA’，然后求平均 +B，+I VAA’=V1 :V1’+?V -B，+I VAA’=-V2 :-V2’+?V +B，-I VAA’=-V4 :-V4’+?V -B，-I VAA’=V3 :V3’+?V 二、实验原理 二、实验原理 ５、螺线管的磁场 R 三、实验仪器 TH— 型 测试仪 ` S 螺线管磁场 H 霍尔效应 VH、VO(mv) IS、IM(A) 功能切换 S H IS调节 IM调节 测量选择 IS IM VH、VO输入 IS 输 出 IM 输 出 杭州天科技术实业有限公司 杭州天煌电器设备厂 调零 + + - - TH—H霍尔效应实验测试仪 三、实验仪器 TH—H霍尔效应实验组合仪 Is换向 IM 换向 VH Is输入 IM 输入 电磁铁 样品 样品架 x y 调节 VH输出 实验连线图 四、实验内容与步骤 １、测量试样的VH—IS 和VH—IＭ曲线，确定样品的导电类型、载流子浓度以及迁移率 3.50 4.00 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 +B,-Is -B,-Is -B,+Is +B,+Is VH=(V1-V2+V3-V4)/4 /mV V4/mV V3/mV V2/mV V1/mV IS/mA （1）实验仪双刀开关倒向“VH”，测试仪功能选择置于“VH” IM=0.5A,测绘VH—IS 曲线． 四、实验内容与步骤 2、保持IS 的值不变（ IS =3.00mA），测绘曲线VH—IＭ 载流子浓度以及迁移率 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 +B,-Is -B,-Is -B,+Is +B,+Is VH=(V1-V2+V3-V4)/4 /mV V4/mV V3/mV V2/mV V1/mV IM/A 注意记录电磁铁规格数值k，单位为高斯(Gs/A)或特斯拉(T/A, 10kGs/A) ，表示线圈通入1A电流产生磁场强度数值，励磁电流 IM 决定磁场强度的大小：B=k IM 四、实验内容与步骤 （3）实验仪双刀开关倒向“VO”，测试仪功能选择置于“Vo” 在零磁场下，Is=0.2mA,测量Vo．（实验中不测这一项） （４）确定样品的导电类型(不做)，并求RH ,