Составители:
Рубрика:
2
2
22
)(
1
еедд
еедд
unun
nunu
e
R
+
⋅−⋅
=
(8)
где n
e
и n
д
– концентрации дырок и электронов, u
e
и u
д
– их подвижности. Если основной вклад в эффект
вносит один из носителей, то для постоянной Холла можно пользоваться выражением (5). Зная величину R, можно с
помощью этого выражения найти концентрацию носителей тока n, а по знаку возникающей холловской разности
потенциалов установить характер проводимости – электронный или дырочный
В ферромагнетиках электроны подвергаются совместному действию внешнего магнитного
поля и поля
магнитных доменов. Это приводит к особому ферромагнитному эффекту Холла. Экспериментально найдено, что Е
в
=
(RB + R
1
J)j, где R – обыкновенная, а R
1
– аномальная постоянные Холла, J – величина намагниченности.
Эффект Холла – один из наиболее эффективных методов изучения энергетического спектра носителей заряда
в металлах и полупроводниках. Зная R, можно определить знак носителей и оценить их концентрацию, что позволяет
сделать заключение о количестве примесей в полупроводниках. Линейная зависимость R от В используется для
измерения напряженности магнитного
поля. Эффект Холла используется для умножения постоянных токов в
аналоговых вычислительных машинах, в измерительной технике и др. (датчики Холла).
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Явление эффекта Холла изучают на установке(рис.2), состоящей из объекта исследования и измерительного
устройства, выполненных в виде конструктивно законченных изделий, устанавливаемых на лабораторном столе и
соединяемых между собой кабелем. Объект исследования конструктивно выполнен в виде сборного корпуса, в
котором установлены электромагнит и датчик Холла. Измерительное устройство выполнено в виде
конструктивно
законченного изделия. В нем применена однокристальная микро-ЭВМ с соответствующими дополнительными
устройствами, позволяющими производить измерение тока электромагнита и датчика, установленного в объекте
исследования, а также осуществлять функции управления установкой. В состав измерительного устройства входят
также источники его питания.
На передней панели измерительного устройства размещены следующие органы управления и индикации:
• кнопки НАПРАВЛЕНИЕ и ТОК «+», « - » задают значение и направление тока через датчик Холла и
электромагнит
• ЭЛ.МАГНИТ – ДАТЧ.ХОЛЛА включает индикацию тока электромагнита или датчика Холла, что
индуцируется соответствующим светодиодом
• табло мА и мВ индуцируют значения тока через датчик Холла и электромагнит и э. д. с. Холла.
Принцип действия
установки основан на эффекте Холла, состоящем в возникновении на гранях полупроводника,
параллельных протекающему в нем току и помещенном в магнитное поле, электродвижущей силы.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомьтесь с установкой, ее устройством и принципом действия.
j = I/bd
E
в
d
b
l
B
Δ
ϕ
в
I
Рис. 1. Возникновение э
фф
екта Холла
Рис. 2. Передняя панель общего вида лабораторной установки
Ток: +
–
нап
р
авление эл. магнит-датч. холла
B 2
l
b
Eв
j = I/bd Δϕв
d I
Рис. 1. Возникновение эффекта Холла
1 u ⋅ nд − u ⋅ nе
2 2
R= д е
(8)
e ( nд uд + nе uе ) 2
где ne и nд концентрации дырок и электронов, ue и uд их подвижности. Если основной вклад в эффект
вносит один из носителей, то для постоянной Холла можно пользоваться выражением (5). Зная величину R, можно с
помощью этого выражения найти концентрацию носителей тока n, а по знаку возникающей холловской разности
потенциалов установить характер проводимости электронный или дырочный
В ферромагнетиках электроны подвергаются совместному действию внешнего магнитного поля и поля
магнитных доменов. Это приводит к особому ферромагнитному эффекту Холла. Экспериментально найдено, что Е в =
(RB + R1J)j, где R обыкновенная, а R1 аномальная постоянные Холла, J величина намагниченности.
Эффект Холла один из наиболее эффективных методов изучения энергетического спектра носителей заряда
в металлах и полупроводниках. Зная R, можно определить знак носителей и оценить их концентрацию, что позволяет
сделать заключение о количестве примесей в полупроводниках. Линейная зависимость R от В используется для
измерения напряженности магнитного поля. Эффект Холла используется для умножения постоянных токов в
аналоговых вычислительных машинах, в измерительной технике и др. (датчики Холла).
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Явление эффекта Холла изучают на установке(рис.2), состоящей из объекта исследования и измерительного
устройства, выполненных в виде конструктивно законченных изделий, устанавливаемых на лабораторном столе и
соединяемых между собой кабелем. Объект исследования конструктивно выполнен в виде сборного корпуса, в
котором установлены электромагнит и датчик Холла. Измерительное устройство выполнено в виде конструктивно
законченного изделия. В нем применена однокристальная микро-ЭВМ с соответствующими дополнительными
устройствами, позволяющими производить измерение тока электромагнита и датчика, установленного в объекте
исследования, а также осуществлять функции управления установкой. В состав измерительного устройства входят
также источники его питания.
На передней панели измерительного устройства размещены следующие органы управления и индикации:
• кнопки НАПРАВЛЕНИЕ и ТОК «+», « - » задают значение и направление тока через датчик Холла и
электромагнит
• ЭЛ.МАГНИТ ДАТЧ.ХОЛЛА включает индикацию тока электромагнита или датчика Холла, что
индуцируется соответствующим светодиодом
• табло мА и мВ индуцируют значения тока через датчик Холла и электромагнит и э. д. с. Холла.
Принцип действия установки основан на эффекте Холла, состоящем в возникновении на гранях полупроводника,
параллельных протекающему в нем току и помещенном в магнитное поле, электродвижущей силы.
Ток: + направление эл. магнит-датч. холла
Рис. 2. Передняя панель общего вида лабораторной установки
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомьтесь с установкой, ее устройством и принципом действия.
