Порядок работы
Характер проводимости полупроводников, концентрацию и подвижность носителей можно определить на установке, схема которой представлена на рисунке 5.2. Исследуемый образец полупроводника (германий), изготовленный в виде прямоугольной пластинки, помещается в постоянное магнитное поле, создаваемое электромагнитом. Величина поля между полюсами N, S пропорциональна току в катушке.
Рисунок 2. Схема установки для измерения зависимости ЭДС Холла от тока через образец
Включить установку в сеть переменного тока с напряжением 220 В частотой 50Гц.
Поместить пластинку с установленным на ней полупроводником в разрез сердечника катушки индуктивности.
Установить ручкой "Установка тока катушки" необходимый ток, контролируя его по прибору "Ток катушки".
Изменяя ручкой "Установка тока датчика" ток через полупроводник (Датчик Холла) и контролируя его по прибору "Ток датчика" записать показания прибора "Напряжение Холла".
Перевернуть пластину с датчиком Холла на 180°. Повторить пункты 3 и 4.
Данные записать в таблицу.
|
Ток датчика, Iд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение Холла, U1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение Холла после поворота, U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭДС Холла, Uх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам измерений рассчитать ЭДС Холла Ux .
Измеренное напряжение является суммой холловской, контактной, термоэдс, а также эдс за счет расположения контактов на не эквипотенциальных поверхностях. Для исключения указанных сторонних ЭДС можно воспользоваться тем, что они не меняют знак при изменении направления магнитного поля. Поэтому нужно измерить значения напряжений U1, U2 при двух противоположных направлениях магнитного поля и отделить искомую ЭДС Холла от дополнительных Uд с помощью соотношений:
Изменение направления поля через образец можно осуществить поворотом образца на 1800 или изменением направления тока, протекающего через катушки электромагнита.
Построить график зависимости Ux от тока через полупроводник.
Повторить пункты п.3 - п.7 при разных токах через катушку.
Контрольные вопросы
В чем заключается эффект Холла? Выведите формулу для Холловской разности потенциалов?
Какие данные о проводниках и полупроводниках можно получить на основе исследования эффекта Холла?
Как зависит постоянная Холла от температуры? Как это влият на концентрацию свободных носителей?
Что представляет собой датчик Холла? Для чего он применяется?
Лабораторная работа №18 изучение гармонических колебаний
Цель работы: определить ускорение силы тяжести с помощью математического маятника, определить коэффициент жесткости пружины и проверить формулы периода колебаний физического маятника.
Приборы и принадлежности: математический маятник, пружинный маятник, электросекундомер, метр, набор грузов.