ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

1. Величину индукции В магнитного поля, при которой снимается токовая зависимость Ux (I), задает преподаватель. Рекомендуемый интервал возможных значений магнитного поля (1,0 ÷ 2,0) 10-2 Тл. Это значение заносится в табл. 2. Таблица 2 В, Тл I, мА -0,2 -1,5 -0,1 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0 Iэм, мА U1, мВ U2, мВ Uх, мВ 2. С помощью формулы (8) рассчитать значение силы тока Iэм, протекающего через электромагнит и создающего выбранное значение В. Результат с точностью до десятых долей мА занести в табл. 2. 3. Подключить прибор к питающей сети и нажать клавишу «СЕТЬ», расположенную на задней панели измерительного блока. Табло «мА» должно индицировать «00.0», табло «мВ» – «0.0». Установка находится в режиме измерения тока электромагнита, о чем должен свидетельствовать соответствующий светодиод кнопки «ЭЛ. МАГНИТ – ДАТЧ. ХОЛЛА». 4. Нажатием на кнопку «ТОК +» задать ток электромагнита Iэм. 5. С помощью кнопки «ЭЛ.

1. Величину индукции В магнитного поля, при которой снимается токовая зависимость Ux (I), задает преподаватель. Рекомендуемый интервал возможных значений магнитного поля (1,0 ÷ 2,0) 10-2 Тл. Это значение заносится в табл. 2. Таблица 2 В, Тл I, мА -0,2 -1,5 -0,1 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0 Iэм, мА U1, мВ U2, мВ Uх, мВ 2. С помощью формулы (8) рассчитать значение силы тока Iэм, протекающего через электромагнит и создающего выбранное значение В. Результат с точностью до десятых долей мА занести в табл. 2. 3. Подключить прибор к питающей сети и нажать клавишу «СЕТЬ», расположенную на задней панели измерительного блока. Табло «мА» должно индицировать «00.0», табло «мВ» – «0.0». Установка находится в режиме измерения тока электромагнита, о чем должен свидетельствовать соответствующий светодиод кнопки «ЭЛ. МАГНИТ – ДАТЧ. ХОЛЛА». 4. Нажатием на кнопку «ТОК +» задать ток электромагнита Iэм. 5. С помощью кнопки «ЭЛ. МАГНИТ – ДАТЧ. ХОЛЛА» перевести установку в режим измерения тока через датчик Холла (включается другой светодиод). 6. Нажать кнопку «СБРОС». После этого табло «мА» должно высветить «- 00.0». 7. Посредством кнопки «ТОК +» задать ток датчика I = -2,0 мА и провести измерение соответствующей разности потенциалов U1 с помощью табло «мВ» (с учетом знака). Результат записать в табл. 2. ВНИМАНИЕ. Не допускается задавать ток через датчик более 3 мА. 8. С помощью кнопки «ТОК -» установить токи датчика -1.5 мА; -1.0 мА; -0.5 мА; 0 и провести соответствующие измерения разности потенциалов U1. Результаты записать в табл. 2. 9. Для изменения направления тока датчика нажать кнопку «СБРОС». Табло «мА» должно индицировать «00.0». 10. Нажатием кнопки «ТОК +» задать токи датчика 0,5 мА; 1,0 мА; 1,5 мА; 2 мА и измерить разности потенциалов U1, соответствующие этим токам. Результаты занести в табл. 2. 11. Кнопку «ЭЛ. МАГНИТ – ДАТЧ. ХОЛЛА» перевести в режим измерения тока электромагнита («горит» левый светодиод). 12. Нажать кнопку «СБРОС». Табло «мА» должно высветить «-0.00». 13. Нажатием кнопки «ТОК +» установить необходимый ток электромагнита, направление которого противоположно первоначальному (об этом свидетельствует знак индикации табло «мА»). 14. Посредством кнопки «ЭЛ. МАГНИТ – ДАТЧ. ХОЛЛА» перевести установку в режим измерения тока датчика («горит» правый светодиод). 15. Повторить действия, описанные в пп. 6–10 с той лишь разницей, что теперь измеряется разность потенциалов U2 (для обратного направления магнитного поля). 16. С помощью формулы (10) для каждого тока датчика I найти холловскую разность потенциалов Uх . Результаты записать в табл. 2. 17. Построить экспериментальный график зависимости Uх(I). 18. Из графика найти тангенс угла наклона прямой Uх(I). Результат занести в табл. 3. Обратить внимание на то, что tgα – это размерная величина. Таблица 3 tgα R n ρ μ 19. С помощью формул (9), (11), (12), (13) рассчитать значения постоянной Холла R, концентрации n носителей тока в полупроводнике, удельное сопротивление ρ этого полупроводника и подвижность μ носителей. Результаты записать в табл. 3. 20. Сравнить полученные значения n, ρ, μ с их типовыми значениями для полупроводников. Сделать вывод. 

Методические указания к выполнению лабораторной работы по физике №133 для студентов форм обучения