Лабораторные работы 6.5 - 6.10. Исследование эффекта холла в полупроводниках

• Название: Исследование эффекта холла в полупроводниках
• Дата: 14.03.2022
• Размер: 112.85 Kb.
• Имя файла: Лабораторные работы 6.5 - 6.10.docx
• Тип: Исследование; #395377
• страница: 2 из 4

→

m
току электромагнита I_m: ^{B   I} . График этой зависимости имеется на ра-

бочем месте и позволяет определять значения Bв теслах по эксперимен-

тальным значениям тока

I_m. На образце имеется две пары электродов. Одна

из них служит для измерения напряжения Uна образце, другая - для изме-

рения холловского напряжения

U_x. Ток I в образце измеряется миллиам-

перметром mА1, расположенным в правой части установки. Холловское

напряжение U_x

измеряется цифровым вольтметром V1, расположенным в

центральной части установки. Этот же вольтметр используется для измере- ния падения напряжения на образце U . Режим работы вольтметра переклю- чается тумблером, расположенным справа от вольтметра. Изменение индук- ции Bмагнитного поля, в котором находится образец, производится регули-

рованием тока

I_m через электромагнит (ЭМ), измеряемого амперметром А2,

расположенном в левой части установки.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Объем экспериментальной работы задается преподавателем каждому сту- денту.

ЗАДАНИЯ

Задание 1. Изучение зависимость магнитного поля.
U_xот величины индукции Bвнешнего

Подготовьте таблицу для записи результатов измерений падения напря-

жения Uна образце, тока I через образец, тока I_m через электромагнит,


x
вектора B^→ магнитной индукции и холловского напряжения U . Ток через об-

разец ^Iустановите в пределах от 3 до 10 мА и не изменяйте в этой серии

опытов. Измерьте U_x

при разных токах I_m. Ток I_m

магнита измените не ме-

нее 10 раз, повторите измерения U_x.Для каждого тока магнита найдите ин-

дукцию магнитного поля. По результатам постройте график Сравните результат с теорией.

U_x

fB.

Задание 2. Изучение зависимости холловского напряжения

ны тока I, протекающего через образец.

U_xот величи-

Подготовьте таблицу для записи результатов измерения напряжения Uи

тока Iчерез образец, тока

I_m через электромагнит, магнитной индукции Bи

величины U_x. Установите величину тока I_m через электромагнит в пределах

от 0,6 А до 2 А и не изменяйте её в течение этой серии экспериментов. Изме-

няя ток I через образец 10 раз, измерьте холловское напряжение U_x

при

каждом значении тока I и продольное напряжение U. Данные занесите в

таблицу и по ним постройте график U_x fI. Сравните результат с теоре- тической зависимостью.

Задание 3. Определение концентрации nосновных носителей заряда в по- лупроводнике.

Подготовьте таблицу для вычисленных 10 значений постоянной Холла R_x

и концентрации “ n”. (Таблицу рекомендуется расположить горизонтально).

Вычислите не менее 10 раз постоянную Холла R_x

по формуле:

_R U_x b

^x I B

, (10)

используя данные экспериментов задания 1 или 2 (напоминаем, что I - ток через образец). После этого 10 раз определите концентрацию носителей за- ряда n:

R_x

1 _,

q n

n ¹

q R_x

. (11)

Найдите среднее значение

 R_x

и концентрации носителей заряда

 n.

Вычислите абсолютную погрешность n
n

по формуле:
, (12)

где k- количество опытов в данной серии измерений.
Задание 4.Определение подвижности электронов в кремнии при комнат- ной температуре.

Для вычисления подвижности электронов _nнужно знать постоянную

Холла R_xи удельную проводимость  :

  R_x . (13)

Используйте среднее значение  R_x , полученное в задании 3, а удельную проводимость определите следующим образом:

  ¹ , (14)