14359248.doc霍尔效应是磁电效应的一种。在匀强磁场中放一金属薄板,使板面与磁场方向垂直,在金属薄板中沿着与磁场垂直的方向通电流时,金属薄板的两侧面间会出现电势差。这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855-1938)于1879年发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多。半导体霍尔元件在磁测量中应用广泛,现在通用的特斯拉计,其探头就是霍尔元件。流体中的霍尔效应是目前正在研究中的"磁流体发电"的理论基础。霍尔效应还可以用来测量非电量,可作为压力、位移、和流量测量等的传感器,在自动控制等技术中的应用也越来越广泛。1、何谓霍尔效应产生霍尔效应的物理过程是怎样的2霍尔效应测试仪(TH--H型);霍尔效应实验仪(TH--H型);???线管磁场实验仪(TH--S型);配套专用线六根。霍尔效应测试仪(TH--H型)面板如图1,霍尔效应实验仪(TH--H型)面板如图2。(螺线管磁场实验仪(TH--S型)面板图略)(1)图1中测试仪的"IS输出"是霍尔器件工作电流源,"IM输出"是电磁铁励磁电流源。测试仪面板上的"IS输出"、"IM输出"和"VH、VO输入三对5414359248.doc接线柱应分别与实验仪上的三对相应的接线柱正确连接,严禁将测试仪IM输出错误接到实验仪的IS输入或VH、VO输出处,否则一旦通电,霍尔器件即遭损坏。(2)测试仪开机前应将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到底,使其输出电流趋于最小状态后,方可开机。测试仪接通电源后,预热数分钟即可进行实验。顺时针调节IS、IM调节旋钮即可增加输出电流。(3)关机前应再次将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到底,使其输出电流趋于0后,方可切断电源。(1)图2中的霍尔片样品为N型半导体硅单晶片,厚度b=0.5mm,宽度a=4.0mm;电磁铁的磁感应强度B由磁铁上参数和输入电流算出,例如B=IM×()KGS/A=()T注:1T=104GS(2)霍尔片性脆易碎,电极甚细易断,实验中调节探头轴向位置时,要缓慢、细心转动有关旋钮,严禁触摸探头。(1)测试仪面板上的"IS输出"、"IM输出"和"VH、VO输入三对接线柱应分别与螺线管磁场实验仪上的三对相应的接线柱正确连接。(2)长度L=28cm,实验仪上给出了该霍尔器件在150C时的KH值。(3)螺线管磁场实验仪Y旋钮无须调节,出厂前已由厂家调好。(4)调节X旋钮霍尔探头在螺线管的位置如下表位置右端中心左端测距尺读数(cm)X101414X200143教材P189--P1933.1主要公式:5514359248.doc(1)霍尔系数HHSUbRIB=(18-7)(其中Is为通过霍尔片的电流,b霍尔片厚度。)(2)霍尔片载流子浓度bqUIBnH=(18-8)(其中q为载流子电量,Cq19106.1?×±=,电子电量取负,空穴电量取正)(3)霍尔灵敏度1HKnqb==(18-10)3.2教材p192四个结论。3.3用霍尔效应测量磁场磁感应强度IKUBHH=(18-12)(以上各量均采用国际单位)3.4测量霍尔电势差中的副效应(系统误差)及其消除方法教材p199-200、1944p19412312测出UH-IS关系,通过数据处理,确定样品类型,测???霍尔系数RH、载流子浓度n、霍尔灵敏度KH。(1)分析霍尔效应实验仪电路结构,明确霍尔效应测试仪的功能和使用注意事项,正确连接测试仪和实验仪,请教师检查后方可通电。(2)测出UH-IS关系,记录表1。3测绘螺线管轴线上磁感应强度的分布,即绘制BX?曲线。5614359248.doc(1)分析螺线管磁场实验仪电路结构,明确霍尔效应测试仪的功能和使用注意事项,正确连接测试仪和实验仪,请教师检查后方可通电。(2)测绘Bx?曲线,记录表2。51UH-IS关系IM=0.6A,B=T,12344HVVVVU?+?=,b=mIS/A(×10-3)V1/VV2/VV3/VV4/VUH/V+IS,+B+IS,-B-IS,-B-IS,+B1.001.502.002.503.004.0020BxB?关系IS=8.00mA,IM=0.8A,KH=V/AT,12344HVVVVU?+?=,HHSUBKI=,1214XXX=??X1/m×10-2X2/m×10-2X/m×10-2VI/VV2/VV3/VV4/VHU/VB/T+IS,+B+IS,-B-IS,-B-IS,+B000.501.001.502.005.008.0011.0014.0014.03.014.06.014.09.05714359248.doc14.012.014.012.514.013.014.013.514.014.06(1)根据SHHIbBRU=,令,HUY=SIX=,斜率,HRBkb=,则得直线方程Y=Kx要求:依据表1