霍爾元件靈敏度的測(cè)量

1、西北工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)性基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：11051401姓名：日期：2016.05.27霍爾元件靈敏度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量置于螺線管中部霍爾元件的靈敏度。二、實(shí)驗(yàn)儀器（名稱、型號(hào)及參數(shù)）可調(diào)直流雙路輸出穩(wěn)壓電源一臺(tái)（E1： 0-5V E 2： 0-20V）數(shù)字式萬(wàn)用表（限用直流電流 2mA量程檔）未知阻值的電阻R0直流多值電阻箱3個(gè)（只有R1阻值準(zhǔn)確）TH-S螺線管磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀單刀單擲開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線三、實(shí)驗(yàn)原理1. 霍爾效應(yīng)任何導(dǎo)體中通過(guò)電流時(shí)，若存在垂直于電流方向的磁場(chǎng)，則導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與電流和磁場(chǎng) 方向都垂直的電場(chǎng)。2. 測(cè)量計(jì)算方法當(dāng)霍爾電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，霍爾片中載流子不再遷移，霍爾片上下兩

2、個(gè)平面間會(huì)形成霍爾電壓，且霍爾電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，流過(guò)器件的霍爾電流與電子定向運(yùn)動(dòng)速度成正比，則Uh=KhIsB其中Kh為比例系數(shù)，即霍爾元件的靈敏度。3. 不等位電位差可以通過(guò)取霍爾電壓平均值來(lái)消除。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1、 測(cè)量未知電阻 R。、萬(wàn)用表內(nèi)阻r如圖1連接線路，取U=4V , Ri=2K Q，測(cè)量li,取下Ro，替換為R2,，調(diào)節(jié)數(shù)值使萬(wàn)用表讀數(shù)與前一致，則 R2數(shù)值為Ro。如圖2連接線路，調(diào)節(jié) Ri=2K Q,得到12；調(diào)節(jié)Ri' =3K Q,得到b,計(jì)算可得r。2、測(cè)量勵(lì)磁電流、霍爾電流、霍爾電壓如圖3連接電路，調(diào)節(jié) Ri=4K Q，根據(jù)等勢(shì)點(diǎn)，可得勵(lì)磁電流Im。如圖

3、4連接電路，取 Ri=200 Q ,根據(jù)Ri和萬(wàn)用表內(nèi)阻的比例可得霍爾電流Is。如圖5連接電路，將圖4和圖3連接到一起，取合適的 R2值使得萬(wàn)用表讀數(shù)為 0,取R=i Q此時(shí)R兩端電壓為霍爾電壓， 使用圖6電路圖得到電流表示數(shù)， 計(jì)算霍爾電壓。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理（列表記錄數(shù)據(jù)并寫出主要處理過(guò)程）Ri=2000 QRi' =3000 QIm =0.963mA圖 i : li=i.845mARo=9.5 Q圖 2: l2=i.847mAl3=i.25imA解方程組得r=98.99 Q圖 3: Ri =4000 Q I=0.965mA圖 4: Ri=200 Q I 萬(wàn)=0.698mAls=0.698+6.98=7.678mA圖 5、圖 6: R2=13111.5 Q I 萬(wàn)=0.002mAR=R 萬(wàn) 98.99 Q U=0.02*98.99=1.98V六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1. 霍爾元件電流端電阻數(shù)百歐姆，其工作電流不能超過(guò) 10mA ，以免損壞霍爾元件，應(yīng)詳 細(xì)計(jì)算出各個(gè)電路中保護(hù)電阻的大概數(shù)值之后進(jìn)行測(cè)量。2. 霍爾電極不對(duì)稱，兩極間有附加的不等電位差，應(yīng)多次測(cè)量，取平均值來(lái)消除該誤差， 但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)間有限，因此只測(cè)量一次，存在誤差。3. 由于焊點(diǎn)之間接觸電阻不同導(dǎo)致焊點(diǎn)之間溫度不同，由能斯特