实验名称:霍尔组件基本参数测量 仪器与用具:TH-H 霍尔效应实验组合仪实验目得:1、了解霍尔效应实验原理 2、学习“对称法”消除副效应影响得方法 3、测量霍尔系数、确定样品导电类型、计算霍尔组件灵敏度等实验报告内容(原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答)【实验原理】:通有电流 IS得半导体薄片置于与它垂直得磁场 B 中,在薄片得两测就会产生电势差 UH—霍尔电势差,这种现象叫霍尔效应。霍尔效应产生得原因,就是因为形成电流得载流子在磁场中运动时,受到洛沦兹力 F=qv×B 得作用,正、负电荷在样品两测边界聚集,形成横向电场 EH—霍尔电场,产生霍尔电势差 UH。载流子除受到洛沦兹力 F=qv×B 得作用外,还受横向电场力 Fe=eEH 得作用,当受到洛沦兹力与横向电场力大小相等时,即 eEH=qv×B (4.7.1)样品两测边界聚集得电荷不再变化,达到平衡。样品中电流强度: IS=nevbd ( 4.7.2)样品中横向电场 Eh 可认为就是匀强电场,则有: UH=Ehb==RH (4.7.3)基本参数:1、 霍尔系数 RH 霍尔系数定义: RH= 由材料得性质(载流子密度)决定,反映材料得霍尔效应强弱。 由(4.7.3)得 RH= 上式提供了测量霍尔系数 RH得方法。2、根据 RH得符号推断样品导电类型 N、P 半导体材料有 N 型与 P 型两种,将测得 UH、IS、B 带入 RH= 得数为正时,样品为 P 型半导体,得数为正时,样品为 P 型半导体。3、件得灵敏度 K K= 霍尔元件得灵敏度 K 与载流子浓度 n 与样品厚度 d 有关,由于半导体内载流子浓度远小于金属,所以选用半导体材料制作霍尔元件,厚度一般只有 0.2mm。4、载流子浓度 n n= 上式提供了用霍尔效应实验测量并计算载流子浓度得重要方法。5、电导率 σ,迁移率 μ σ=1/ρ=6、消除霍尔元件副效应影响 实验中测量得霍尔元件两测得电势差 U,除霍尔电势差 UH外,还会有一些热磁副效应附加得一些电势差,这些附加电势差得方向与 B、IS得方向有关,应用表 4.7.1 中对称测量法可基本消除这些影响。【操作步骤】: 1、按仪器接口名称指示接好线路(注意不要接错,否则会损毁霍尔元件),IS、IM调节旋扭逆时针方向旋到底,开机预热几分钟。 2、调节 IM=0.6A 并保持不变, “功能切换”开关与中间铡刀开关分别扳向“UH”,IS 分别取1、00mA 、1、50mA、2、00 mA 、2、50mA 、3、00mA 、3、50mA ,分别测出 UH 值,每组 UH 值IS、B 方向进行 4 种组合,分别测出 U1、U2、U3、U4值,填入表 4.7...
