Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Министерство общего и специального образования Саратовский Государственный Технический Университет «Эффект Холла» Выполнил:
Цель работы:
изучение эффекта Холла в полупроводнике; исследование зависимости э.д.с. Холла от напряженности внешнего магнитного поля (градуировка датчика Холла); определение постоянной Холла, концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводнике; исследование распределения магнитного поля вдоль оси короткого соленоида; сравнение с теоретической зависимостью. Основные понятия.
Эффект Холла заключается в том, что если металлическую пластинку, вдоль которой течет постоянный электрический ток, поместить в перпендикулярное к ней магнитное поле, то между параллельными направлению тока и поля гранями возникает разность потенциалов. где: a – длинна полупроводника, l
– высота полупроводника, d – ширина полупроводника. При включении электрического поля в полупроводнике протекает ток. Под действием электрического поля носители заряда получают скорость направленного движения (дрейфовую скорость) против поля для электронов и по полю для дырок. При включении магнитного поля на электроны и дырки действует сила Лоренца, перпендикулярная векторам скорости и магнитной индукции. Из уравнения движения носителей заряда следует, что за время между двумя соударениями электроны и дырки приобретают скорость
получаем, что сила Лоренца не зависит от знака носителей заряда и действует в направлении, перпендикулярном векторам
В результате действия силы отрицательные заряды отклоняются к верхней грани, а на нижней появляется их недостаток – положительный заряд. Аналогично осуществляется перераспределение положительных зарядов. Противоположные грани образца заряжаются и возникает электрическое поле. Это поле носит название поля Холла. Направление поля Холла Таким образом, в ограниченном полупроводнике или металле поворачивается вектор электрического поля между Холл экспериментально определил, что четыре величины
Проведение эксперимента
1.
Определение сопротивления датчика
Удельное сопротивление датчика
Градуировочная прямая
Нахождение постоянной Холла
R, концентрации
n и подвижности
m.
Зависимость В от Х
Расчет погрешностей
1.
Расчет погрешности сопротивления датчика Холла
2. Нахождение удельного сопротивления датчика
3. Расчет погрешностей постоянных
DА и
DС в градуировочной прямой
4. Расчет концентрации носителей и ее погрешности
5. Расчет подвижности
m носителей тока и ее погрешности
6. Расчет распределения магнитной индукции вдоль оси соленида
Вывод:
|