霍尔效应实验
【实验目的】
(1)了解霍尔效应测量磁场的原理和方法; (2) 观察磁电效应现象;
(3) 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。
【实验仪器】
QS-H霍尔效应组合仪,小磁针,测试仪。
霍尔效应组合仪包括电磁铁,霍尔样品和样品架,换向开关和接线柱,如下图所示。
霍尔效应组合仪原理图
测量不等位电势和霍尔电压的双刀开关(上图中间的双刀开关),左下和右上对角接线柱在仪器内部已连接好。
测试仪由励磁恒流源IM,样品工作恒流源IS,数字电流表,数字毫伏表等组成,仪器面板如下图:
霍尔效应测试仪面板
本实验装置由QS-H型霍尔效应实验仪和QS-H型霍尔效应测试仪两大部分组成
霍尔效应实验仪
霍尔效应实验仪仿真仪器
此实验仪为一组合仪器。由电磁铁、霍尔样品及调节架、双刀双掷开关构成。
霍尔效应实验仪的部件之一:电磁铁
产生一个用霍尔效应来待测的磁场,实验者要保证霍尔样品要放入磁场的中心位置。
调节架实际仪器
调节架仿真仪器
样品通过调节架一定要使之处在磁场的中心位置上,否则会影响数据的准确性。霍尔片的
水平和垂直位置有刻度可读。
QS-H型霍尔效应测试仪实际仪器
霍尔效应测试仪仿真仪器
用它来测量霍尔效应中霍尔电压、样品的不等位电势等参数。它由励磁恒流源、数字电流表、数字毫伏表、样品工作恒流源等构成。由于测试仪上的励磁电流、样品工作电流调节器为两个多圈电位器,容易损坏,在实验过程中调节时应不要太快,旋到尽头时忌继续用力,否则会造成仪器的损坏。
【实验原理】
1.通过霍尔效应测量磁场
霍尔效应装置如图1和图2所示。将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B的方向沿z轴方向),当沿y方向的电极A、A’上施加电流I时,薄片内定向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力FB的作用
无论载流子是负电荷还是正电荷,FB的方向均沿着x方向,在洛伦兹力的作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而在薄片B、B’两侧产