西北工业大学 设计性基础物理实验报告 班级:11051401 姓名: 日期: 2016.05.27 霍尔元件灵敏度的测量 一、 实验目的 测量置于螺线管中部霍尔元件的灵敏度。 二、 实验仪器(名称、型号及参数) 可调直流双路输出稳压电源一台(E 1 :0-5V E 2 :0-20V) 数字式万用表(限用直流电流 2mA 量程档) 未知阻值的电阻 R 0 直流多值电阻箱 3 个(只有 R 1 阻值准确) TH-S 螺线管磁场实验仪 单刀单掷开关、导线 三、 实验原理 1. 霍尔效应 任何导体中通过电流时,若存在垂直于电流方向的磁场,则导体内部产生与电流和磁场方向都垂直的电场。 2. 测量计算方法 当霍尔电场力与洛伦兹力平衡时,霍尔片中载流子不再迁移,霍尔片上下两个平面间会形成霍尔电压,且霍尔电压与电场强度成正比,流过器件的霍尔电流与电子定向运动速度成正比,则 U H =K H I S B 其中 K H 为比例系数,即霍尔元件的灵敏度。 3.不等位电位差可以通过取霍尔电压平均值来消除。 四、 实验内容与方法 1、 测量未知电阻 R 0 、万用表内阻 r 如图 1 连接线路,取 U=4V,R 1 =2KΩ,测量 I 1 ,取下 R 0 ,替换为 R 2, ,调节数值使万用表读数与前一致,则 R 2 数值为 R 0 。 如图 2 连接线路,调节 R 1 =2KΩ,得到 I 2 ;调节 R 1 ’=3KΩ,得到 I 3 ,计算可得 r。 2、 测量励磁电流、霍尔电流、霍尔电压 如图 3 连接电路,调节 R 1 =4KΩ,根据等势点,可得励磁电流 I M 。 如图 4 连接电路,取 R 1 =200Ω,根据 R 1 和万用表内阻的比例可得霍尔电流 I S 。 如图 5 连接电路,将图 4 和图 3 连接到一起,取合适的 R 2 值使得万用表读数为 0,取 R=1Ω此时 R 两端电压为霍尔电压,使用图 6 电路图得到电流表示数,计算霍尔电压。 五、 实验数据记录与处理(列表记录数据并写出主要处理过程) 图 1:I 1 =1.845mA R 0 =9.5Ω 图 2:I 2 =1.847mA I 3 =1.251mA R 1 =2000Ω R 1 ’=3000Ω 解方程组得 r=98.99Ω 图 3:R 1 =4000Ω I=0.965mA I M = ?(???)?=0.963mA