- •35 Крахоткин в. И.
- •Обработка результатов
- •Работа 2 изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупровоников
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов
- •Работа 3 определение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов
- •Работа 4 изучение эффекта холла в полупроводниках
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов
- •Работа 5 снятие основной кривой намагничивания ферромагнетика
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов измерений
- •Работа 6 изучение зависимости магнитной проницаемости феромагнетика от напряженности магнитного поля
- •Контрольные вопросы Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов
- •Работа 7
- •Обработка результатов
- •Работа 8 исследование явления резонанса в электрических цепях
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Обработка результатов
Работа 4 изучение эффекта холла в полупроводниках
Цель: ознакомиться с эффектом Холла, определить постоянную Холла и концентрацию свободных носителей заряда в полупроводнике.
Оборудование: регулируемый источник постоянного тока, стабилизирован-ный источник постоянного тока, миниблок «Эффект Холла», мультиметры.
Контрольные вопросы
В чем заключается эффект Холла?
Какие условия необходимы для наблюдения эффекта Холла?
Укажите причину появления эффекта Холла.
Между какими гранями пластинки появляется напряжение Холла?
От чего зависит постоянная Холла и ее знак?
Описание установки
Эффект Холла – появление в проводнике (или полупроводнике) с током , помещенном в магнтное поле с индукцией, напряженияв направлении, перпендикулярном векторам магнитной индукциии плотности тока. Эффект был открыт в 1879 году Э.Г.Холлом, который экспериментально установил закон, согласно которому
,
где - постоянная Холла, ее величина и знак зависят от химической природы образца и знака свободных носителей заряда,- сила тока в образце,- индукция магнитного поля,- толщина образца.
Электрическая схема установки представлена на рисунке.
Исследуемый образец представляет собой тонкую пластинку германия, обладающего дырочной проводимостью при комнатных температурах. Датчик помещен в зазор электромагнита и подсоединен к источнику посто-янного тока. Обмотка электромагнита подключена к регулируемому источнику постоянного тока через переключатель, с помощью которого можно изменять направление тока в обмотке электромагнита. Сила тока в обмотке электромагнита измеряется миллиамперметром. Напряжение Холла измеряется цифровым вольтметром.
Выполнение работы
Запишите данные установки в таблицу.
Соберите цепь по схеме рисунка.
Включите питание блока генераторов и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».
Кнопками установки напряжения (0…15 В) установите в цепи электромагнита ток 10 мА.
Измерьте напряжение Холла при данном направлении тока. С помощью переключателя измените направление тока электромагнита и определите.
Увеличивая ток в обмотке электромагнита до 100 мА с шагом 10 мА проведите измерения напряжения Холла по пункту 6 для каждого значения силы тока. Результаты измерений занести в таблицу.
Выключите питание блоков.
Таблица
Параметры установки: мА, | |||||
№№ |
, мА |
, В |
, В |
, В |
, Тл |
1. |
10 |
|
|
|
|
2. |
20 |
|
|
|
|
3. |
30 |
|
|
|
|
4. |
40 |
|
|
|
|
5. |
50 |
|
|
|
|
6. |
60 |
|
|
|
|
7. |
70 |
|
|
|
|
8. |
80 |
|
|
|
|
9. |
90 |
|
|
|
|
10. |
100 |
|
|
|
|
Обработка результатов
Определить напряжение Холла по формуле .
По формуле для каждого значения тока рассчитать значение магнитной индукции. Результаты расчетов занести в таблицу.
По данным таблицы построить график зависимости .
Проведите прямую через среднюю и нулевую точки.
Выбирая на графике две достаточно удаленные точки по формуле определить угловой коэффициент прямой.
По формуле рассчитайте значение постоянной Холла для полупроводника.
По формуле , где, определите концентрацию дырок в полупроводнике при комнатной температуре.
Сделайте вывод.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|