實(shí)驗(yàn)18霍爾效應(yīng)數(shù)據(jù)處理

PAGEPAGE5實(shí)驗(yàn)18：霍耳效應(yīng)及應(yīng)用（參考內(nèi)容）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．了解霍耳效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理2．學(xué)習(xí)用“對(duì)稱測量法”消除副效應(yīng)的影響，測量實(shí)驗(yàn)試樣（霍爾元件）的VH—Is曲線、VH—IM曲線。3．確定試樣（霍爾元件）的導(dǎo)電類型（N型或P型）。二、實(shí)驗(yàn)器材（型號(hào)、規(guī)格、件數(shù)）霍耳效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀（HLD—HL--IV型）1臺(tái)、霍耳效應(yīng)測試儀（HLD—HL--IV型）1臺(tái)（可用2臺(tái)恒流源，1臺(tái)數(shù)字電壓表替代）專用測試線6根[儀器簡介]儀器外觀圖圖二實(shí)驗(yàn)儀電路連接圖實(shí)驗(yàn)原理將一導(dǎo)電體（金屬或半導(dǎo)體）薄片放在磁場中，并使薄片平面垂直于磁場方向。當(dāng)薄片縱向端面有電流I流過時(shí)，在與電流I和磁場B垂直的薄片橫向端面AA’間就會(huì)產(chǎn)生一電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)（Halleffect），所產(chǎn)生的電勢(shì)差叫做霍耳電勢(shì)差或霍耳電壓，用VH表示?；舳?yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力f洛作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷集累，從而形成附加的橫向電場，即霍耳電場EH。對(duì)實(shí)驗(yàn)所用試樣（霍爾元件），在X方向通以電流Is，在Z方向加磁場B，則在Y方向有霍耳電場EH。當(dāng)試樣中載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力evB相等時(shí)，樣品兩側(cè)電荷積累達(dá)到平衡，因此有：f洛=F橫向電場力evB=eEH(1)若霍爾元件幾何參數(shù)如圖已知，且n為載流子濃度，v為載流子在電流方向上的平均漂移速度。有Is=nevbd(2)由（1）（2）兩式可得：VH=EHb=IsB/ned則VH=RH（IsB/d）(3)Is—X方向電流YIMIM勵(lì)磁電流（B磁場Z方向）RH=1/ne霍爾系數(shù)XVH霍爾電壓Z由(3)式知：在外磁場不太強(qiáng)時(shí)，霍耳電壓與工作電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與薄片厚度成反比。VHIs；VHIM（B）；VH1/d注：VH>0P型半導(dǎo)體材料（空穴導(dǎo)電）。VH<0N型半導(dǎo)體材料（電子導(dǎo)電）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束：測量儀關(guān)機(jī)前應(yīng)將Is，IM調(diào)節(jié)旋紐逆時(shí)針旋到底，使其輸出電流趨于最小狀態(tài)，然后關(guān)機(jī)。思考并現(xiàn)場抽查回答問題：霍耳電壓是怎樣形成的？本實(shí)驗(yàn)中的磁場如何建立的？怎樣改變大??？換向開關(guān)的作用原理是什么？測量霍耳電壓時(shí)為什么要接換向開關(guān)？可否用交流電源給霍爾片供電？為什么？解釋提醒中1、2損壞儀器的具體原因。實(shí)驗(yàn)操作中填寫表1、2為何要縱向填寫？7．為何由VH的正負(fù)就可測定試樣（霍爾元件）的導(dǎo)電類型是P型半導(dǎo)體材料還是N型半導(dǎo)體材料，試畫出簡圖說明。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整、整潔、數(shù)據(jù)及圖線清晰、準(zhǔn)確、規(guī)范。數(shù)據(jù)處理按有效值計(jì)算并保留到相應(yīng)位數(shù)。圖線必須標(biāo)明坐標(biāo)（含單位）、實(shí)驗(yàn)測試點(diǎn)。注：實(shí)驗(yàn)曲線可用坐標(biāo)紙畫圖，也