答辯-大學(xué)普物實驗-霍爾效應(yīng)與應(yīng)用設(shè)計-文庫吧資料
2025-01-27 13:42本頁面
【正文】 3.1 附錄：通電螺線管數(shù)據(jù) 28 實驗結(jié)果記錄與分析 3.1 附錄：通電螺線管數(shù)據(jù) 表 7 V BC 記錄表 ， I M =0 （通電螺線管）I s (mA) V BC (mV) 42 176 384 757 1131 1506 1886 202229 實驗結(jié)果記錄與分析 3.2 樣品霍爾系數(shù) RH載流子濃度 n及其不確定度 VH－ IS曲線和 VH－ IM曲線斜率，由此計算測試樣品的霍爾系數(shù) RH、載流子濃度 n，并估算其不確定度 。用長直通電螺線管軸線上磁感應(yīng)強度的理論計算值作為標(biāo)準(zhǔn)值來校準(zhǔn)或測定霍爾傳感器的靈敏度，（ KH值見標(biāo)注）調(diào)節(jié) IM為 500mA， Is為（ 實取 ），測量螺線管拉桿上刻度尺為X=0cm開始至 X=28cm結(jié)束，且移動步長為 1cm。 （測試條件IS=， IM=），測量點不得少于八點（不等步長），以線圈中心連線中點為零點位置，作 B—X分布曲線。 （即 IM=0），測量 VBC（即 ）。 ，為了減少其自身發(fā)熱對測量影響，實驗時工作電流不允許超過其額定值，（建議使用值：） 。 c)霍爾電壓測量用直流電壓表： ,3位半 LED顯示，分辨率 10μV, 測量準(zhǔn)確度為 % SIMI17 實驗器材與實驗步驟 2.2 注意事項 注意事項 ，切不可將 IM電流接到樣品電流上去，否則有可能燒壞樣品！ ，設(shè)法消除其對測量結(jié)果的影響。 DH4512型霍爾效應(yīng)測試儀 DH4512型霍爾效應(yīng)測試儀主要由 0～ 、 0～ 3mA恒流源及 20mV量程三位半電壓表組成： a)霍爾工作電流用恒流源 ：工作電壓 24V，最大輸出電流3mA， 3位半數(shù)字顯示，輸出電流準(zhǔn)確度為 %。 測試樣品類型及尺寸： 霍爾片類型： N型砷化鎵半導(dǎo)體 樣品尺寸：厚度 寬度 B、 C電極間距 ? ?mmd ??? ?cmb ?? ? ?cml ?? lbd16 實驗器材與實驗步驟 2.1 實驗儀器及其規(guī)格參數(shù) DH4512型霍爾效應(yīng)螺線管實驗架 線圈匝數(shù) 1800匝 ,有效長度 181mm，等效半徑 21mm。 取樣點的調(diào)整及其影響 由于某些地方特性特別重要：增加該段組距； 量程限制：取允許的最近一組，并注意何時達到該點。 幾何尺寸的確定 霍爾元件有厚度造成認定的霍爾元件位于中心與實際中心有2mm左右誤差。 實驗時間的把握 可以發(fā)現(xiàn)同一情況，儀器開機時間不同，讀數(shù)不同，主因是電流熱效應(yīng)引起霍爾元件溫度上升及相關(guān)熱效應(yīng)。 13 實驗原理與實驗方法 1.5 長直通電螺線管軸線上磁感應(yīng)強度 根據(jù)畢奧 薩伐爾定律，對于長度為 2L,匝數(shù)為 N,半徑為 R的螺線管離開中心點 x處的磁感應(yīng)強度為 其中 為真空磁導(dǎo)率； n=N/2L為單位長度的匝數(shù)，對于“無限長”螺線管 ,LR 所以 B= nI ? ?? ? ? ?? ? ????????????????2122212202 LxRLxLxRLxnIB ?0μ0μ14 實驗原理與實驗方法 1.6 操作方法若干 讀數(shù)方法 不難發(fā)現(xiàn)很多時候由于模擬調(diào)節(jié)器件局限，常出現(xiàn)一個 IS對應(yīng) V1之類，此時可以從兩邊分別調(diào)節(jié)，并去兩次讀數(shù)平均值。設(shè)兩線圈相距為 d，半徑均為 R且共軸，取兩線圈圓心連線中點為X=0處，可以計算得到： 容易得到，當(dāng) d=R (亥姆霍茲線圈 )時，中心處磁場最均勻 ,幾為直線。磁場與供電電流有很好的線性關(guān)系，使用磁場空間有很寬的均勻區(qū) ，用它可以產(chǎn)生極微弱的磁場直至數(shù)百 Gs的磁場，可用于地球磁場的抵消補償、檢測永磁體特性等。若已知材料的霍爾系數(shù) ，根據(jù) 通過測量霍爾電壓 ，即可測得磁場。 當(dāng)（ +Is、 +B）時 V1= VH +V0 +VN +VRL +VE 當(dāng)（ +Is、 B）時 V2 =VH
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