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本(专)科实验报告

年 月 日

（实验报告目录）

实验名称

一、实验目的和要求

二、实验原理

三、主要实验仪器

四、实验内容及实验数据记录

五、实验数据处理与分析

六、质疑、建议

霍尔效应实验

一．实验目的和要求：

1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.

2、测绘霍尔元件的，曲线了解霍尔电势差与霍尔元件控制（工作）电流、励磁电流之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二．实验原理：

1、霍尔效应

霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如右图（1）所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流相反的X负向运动。

由于洛伦兹力的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力的作用。随着电荷积累量的增加，增大，当两力大小相等（方向相反）时， =-，则电子积累便达到动态平衡。这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场，相应的电势差称为霍尔电压。

设电子按均一速度向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛伦兹力为=-eB

式中e为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。

同时，电场作用于电子的力为 

式中为霍尔电场强度，为霍尔电压，为霍尔元件宽度

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霍尔效应数据处理范例

由公式：

      ；                                                  

得           

——真空磁导率（=）；N——励磁线圈的匝数（N=1500）；I_M——线圈中的励磁电流；

L₁——气隙距离；  L₂——铁芯磁路平均长度；m_r——铁芯相对磁导率(m_r=1500)

例1、用逐差法处理数据：

数据记录及处理

I_M=200mA,   L₁=3.00mm;    L₂=287mm;

V₈－V₁＝6.30－0.82＝5.48    V₉－V₂＝7.10－1.60＝5.50     V₁₀－V₃＝7.87－2.39＝5.48

V₁₁－V₄＝868－3.18＝5.50    V₁₂－V₅＝9.45－3.97＝5.48    V₁₃－V₆＝10.25－4.74＝5.51

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《霍尔效应》参考实验报告附带结论

实验目的

1.了解霍尔效应实验原理。

2.测量霍尔电流与霍尔电压之间的关系。

3.测量励磁电流与霍尔电压之间的关系。

4.学会用“对称测量法”消除负效应的影响。

实验仪器  

霍尔效应实验仪。

实验步骤

1.正确连接电路，调节霍尔元件处于隙缝的中间位置。

2.测量不等位电势。令励磁电流=0mA，霍尔电流=1.00mA，2.00mA，…，10.00mA，测量霍尔元件的不等位电势随霍尔电流的对应关系。

2.测量霍尔电流与霍尔电压的关系。令励磁电流=400mA,调节霍尔电流=1.00mA，2.00mA，…，10.00mA（每隔1.0mA改变一次），分别改变励磁电流和霍尔电流的方向，记录对应的霍尔电压。

3.测量励磁电流与霍尔电压的关系。令霍尔电流=8.00mA，调节励磁电流=100.0mA，200.0mA，…，1000.0mA（每隔100.0mA改变一次），分别改变励磁电流和霍尔电流的方向，记录对应的霍尔电压。

实验数据记录及处理

（1）测量不等位电压

（2）测量霍尔电流和霍尔电压的关系(=400mA)

（3）测量励磁电流和霍尔电压的关系(=8.00mA)

实验结论

1、 当励磁电流=0时，霍尔电压不为0，且随着霍尔电流的增加而增加，通过作图发现二者满足线性关系。说明在霍尔元件内存在一不等位电压，这是由于测量霍尔电压的两条接线没有在同一个等势面上造成的。

2、 当励磁电流保持恒定，改变霍尔电流时，测量得到的霍尔电压随霍尔电流的增加而增加，通过作图发现二者之间满足线性关系。

3、 当霍尔电压保持恒定，改变励磁电流时，测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加，通过作图发现二者之间也满足线性关系。

注意事项：

1. 不要带电接线，中间改变电路时，一定要先关闭电源，再连接电路。

2. 实验完成后要整理实验仪器，先关闭电源，再将电线拆下，捋好后放在实验仪器的右侧。

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霍尔效应及其应用

置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达10GHz）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。

一、实验目的

1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。

    2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量并绘制试样的VH－IS和VH－IM曲线。                                                                                                                                                        

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霍耳效应实验报告

学号：200702050940   实验人：张学林   同组人： 杨天海   

实验目的：

1、  观察霍耳效应；

2、  了解应用霍耳效应进行简单的相关测量的方法

实验内容：

       1、确定样品导电类型；

       2、测算霍耳系数、载流子浓度、霍耳灵敏度；

       3、测算长螺线管轴线上的磁场分布。

实验原理：

       一、关于霍耳效应

       如图一所示。当电流通过一块导体或半导体制成的薄片时，载流子会发生漂移。

       而将这种通有电流的薄片置于磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向。根据图一中的电流方向，并结合右手定则，我们可以看到：（1）无论导体中的载流子带正电荷还是负电荷，其受力均为F_m方向；（2）载流子均会沿X轴方向运动，并最终靠在A端。于是：（1）当载流子为正电荷时薄板A端带正电荷，导致板A端电势高于B端；（2）当载流子为负电荷时薄板A端带负电荷，导致板B端电势高于A端。

       这就是霍耳效应。

       二、关于霍耳效应性质的研究

       如图一，关于霍耳效应的相关参量已如图所示。

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华南农业大学信息软件学院 实验报告

课程：大学物理实验    学期：20##-2013第一学期  任课老师：***

专业班级：**************学号：**************        姓名：***    

评分：

实验3  霍尔效应的应用  

一．      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.    测量霍尔元件的曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的系。

3.     学习用对称测量法消除副效应的影响，测量试样的和曲线。

4.     确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

二．      实验仪器设备

TH-H  型霍尔实验组合仪由试验仪和测试仪组成

1.实验仪： 本实验仪由电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸 刀开关、霍尔元件组成。C型

电磁铁，给它通以电流产生磁场。 二维移动标尺及霍尔元件；霍尔元件是由N型半导体材料制成的，将其固定在二维移动标尺上，将霍尔元件放入磁铁的缝隙之中，使霍尔元件垂直放置在磁场之中，在霍尔元件上通以电流，如果这个电流是垂直于磁场方向的话，则在垂直于电流和磁场方向上导体两侧会产生一个电势差。 三个双刀双掷闸刀开关分别对励磁电流，工作电流  霍尔电压  进行通断和换向控制。右边闸刀控制励磁电流的通断换向。左边闸刀开关控制工作电流的通断换向。中间闸刀固定不变即指向一侧。

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物理实验报告

姓名：                  专业：            班级：           学号：            

实验日期：           实验教室：     指导教师：       

                                                                             

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