Лаба номер 36. Лабораторная работа 35. Printed by Shtin Alex sass inc. Tel 284858. Уральский Государственный Технический Университет им С. М. Кирова

• Название: Лабораторная работа 35. Printed by Shtin Alex sass inc. Tel 284858. Уральский Государственный Технический Университет им С. М. Кирова
• Анкор: Лаба номер 36
• Дата: 17.12.2022
• Размер: 59.5 Kb.
• Имя файла: laboratornaya_35_1996.doc
• Тип: Лабораторная работа; #849155

Лабораторная работа №35.

Printed by Shtin Alex SASS IncÓ. Tel 28-48-58.

Уральский Государственный Технический Университет

им С. М. Кирова.

Кафедра Физики.




по лабораторной работе №35

“Исследование эффекта Холла.”


Студент: Штин Алексей

Группа: Р - 160

Дата: 15.1.2023

© Екатеринбург 1996 г.




Рисунок 1



Рисунок 2
При исследовании эффекта Холла используются датчики Холла, представляющие собой тонкие прямоугольные пластинки с четырьмя контактами (рис 1). Контакты 1-1 используются для пропускания тока через датчик, контакты 2-2 - для измерения холловской разности потенциалов. Цель настоящей работы - экспериментальное определение электрических характеристик примесного полупроводника и металла на основе эффекта Холла, а также градуировка поля электромагнита с помощью датчика Холла. На рис. 2 приведена схема цепи: а) - электромагнита, б) - датчика Холла.
1). Расчетные формулы.
1.1). Формула для расчета постоянной Холла:



где d - толщина образца; B - индукция магнитного поля; tg a - тангенс угла наклона экспериментальной зависимости U=f(I).
1.2). Формулы для расчета электрических характеристик датчиков Холла.

n-германий:



медь:

где d - удельная электрическая проводимость проводника, n - концентрация носителей заряда, m - подвижность носителей заряда.
2). Электрическая схема установки (рис 2).

3.а). Средства измерений и их характеристики.

Наименование средства измерения	Предел измерений	Цена деления шкалы	Класс точности
Миллиамперметр	10 мА	0.1 мА	1.5
Амперметр	10А	0.2 А	2.5
Потенциометр	40	0.1	0.5

3.б). Характеристики установки.

Индукция магнитного поля в зазоре электромагнита при силе тока в обмотке:

I=6.6 A;

B=0.50±0.01Тл.

Параметры датчиков Холла:

Датчик	d, мм	d, Ом/м
n-германий	(0.49±0.01)	(0.75±0.01) 100

4). Результаты измерений.

Задача 1. Определение постоянной Холла в полупроводнике (кристалл германия n-типа).

Таблица П1.

Сила тока I в датчике, мА	U1, мВ	U2, мВ	U=(U1+U2)/2, мВ
1	6.15	6.45	6.3
2	10.8	10.5	10.65
3	15.3	15	15.15
4	19.9	19.25	19.6
5	24.1	23	23.6
6	28.6	27.6	28.1
7	33	32.2	32.6

5). Построение графиков U=f(I) по данным табл. П1 и П2. Определение тангенса угла наклона прямых.
tga=(32.6-6.3)/6=4.38

6). Расчет значений R, n, m для полупроводника и металла.
R=tga d/B=4.3×10^-3 м³/Кл.
n=3p/8eR=1.71×10²¹ м^-3
m=8Rs/3p=0.27 м²/В×с
Задача 3. Градуировка магнитного поля электромагнита при помощи полупроводникового датчика Холла.

d=(0.49±0.01) м;

R=4.3×10^-3 м³/Кл;

I=10 мА.

d/R=114

Сила тока IM в электромагните, А	1	2	3	4	5	6	7
U, мВ	2.15	3.35	4.65	5.2	5.65	6	6.3
B, мТл	254	191	177	148	128	114	103

7). Оценка систематических погрешностей:

n-германий:

=0.03

D_R=gR=0.1×10^-3м³/Кл.

8). Запись результатов измерений.

n-германий:
R=(4.3±0.1)×10^-3м²/Кл;

n=1.71×10²¹ м^-3;

m=0.27 м^2./(Вс)
9). Построение градуировочной кривой для электромагнита B=f(I_M).

10). Выводы:

В данной лабораторной работе я провёл исследование эффекта Холла в полупроводнике. Я нашёл постаянню Холла для германия а также несколько других его характеристик:
R=(4.3±0.1)×10^-3м²/Кл;

n=1.71×10²¹ м^-3;

m=0.27 м^2./(Вс)

По результатам измерения я построил граафики.

Во второй часте работы я градуировал магенитное поле магнита при помощи полупроводникового датчика Хола. Результаты измерения я представил как в таблице так и графически.

15.1.2023