Описание установки

Лабораторная работа выполняется при комнатной температуре с использованием постоянного тока через образец и магнитного поля электромагнита. Принципиальная схема измерительной установки изображена на рисунке 10.2.

Геометрические размеры образца кремния указаны на стенде. В условиях нашего эксперимента вектор магнитной индукции прямо пропорционален току электромагнита:. График этой зависимости имеется на рабочем месте и позволяет определять значенияв теслах по экспериментальным значениям тока. На образце имеется две пары электродов. Одна из них служит для подачи напряжения на образец и создания электрического тока, другая - для измерения. Токв образце измеряется миллиамперметром РА1, расположенным в правой части установки. Холловское напряжениеизмеряется цифровым вольтметром PV1, расположенным в центральной части установки. Этот же вольтметр используется для измерения падения напряженияна образце. Режим работы вольтметра переключается тумблером, расположенным справа от вольтметра. Изменение индукциимагнитного поля, в котором находится образец, производится регулированием токачерез электромагнит, измеряемого амперметром РА2, расположенном в левой части установки.

Объем экспериментальной работы задается преподавателем каждому студенту.

Выполнение работы Задание 1. Изучение зависимость от величины индукциивнешнего магнитного поля

Подготовьте таблицу для записи результатов измерений падения напряжения на образце, токачерез образец, токачерез электромагнит, векторамагнитной индукции и холловского напряжения. Ток через образецустановите в пределах от 3 до 10 мА и не изменяйте в этой серии опытов. Измерьтепри разных токах. Токмагнита измените не менее 10 раз, повторите измерения.Для каждого тока магнита найдите индукцию магнитного поля. По результатам постройте график. Сравните результат с теорией.

Задание 2. Изучение зависимости холловского напряжения от величины тока, протекающего через образец

Подготовьте таблицу для записи результатов измерения напряжения и токачерез образец, токачерез электромагнит, магнитной индукциии величины. Установите величину токачерез электромагнит в пределах от 0,6 А до 2 А и не изменяйте её в течение этой серии экспериментов. Изменяя токчерез образец 10 раз, измерьте холловское напряжениепри каждом значении токаи продольное напряжение. Данные занесите в таблицу и по ним постройте график. Сравните результат с теоретической зависимостью.

Задание 3. Определение концентрации основных носителей заряда в полупроводнике

Подготовьте таблицу для вычисленных 10 значений постоянной Холла и концентрации“”. (Таблицу рекомендуется расположить горизонтально). Вычислите не менее 10 раз постоянную Холлапо формуле:

, (10)

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

(11)

Найдите среднее значение и концентрации носителей заряда. Вычислите абсолютную погрешностьпо формуле:

, (12)

где - количество опытов в данной серии измерений.