8.3. Порядок выполнения работы
1) Включить установку, установить (на интервале 50 – 100 мА) ток I, проходящий через образец, и далее его поддерживать постоянным. При увеличении тока в электромагните ток в образце может уменьшаться. Значение тока I записать в тетрадь.
2) Переключить милливольтметр mV для измерения ЭДС Холла x и установить переключатель диапазонa его измерений на чувствительность до 100 mV постоянного напряжения. Обычно эти переключатели уже стоят в требуемом положении.
3) Установить ток Iм в цепи электромагнита, при котором показания милливольтметра начнут заметно изменяться. Показания амперметра А и милливольтметра mV записать в табл. 8.1.
4) Далее провести ряд измерений при других магнитных полях, увеличивая ток электромагнита Iм. Измерения рекомендуется проводить через каждые 200 мА.
Внимание! При изменении силы тока в электромагните незначительно изменяется ток в образце, поэтому перед регистрацией значений силы тока Iм и ЭДС Холла x следует убедиться в постоянстве тока, проходящего через образец, и при необходимости восстановить его первоначальное значение.
5) Изменив направление тока в электромагните, вновь измерить ЭДС Холла при тех же значениях тока электромагнита. Среднее значение показаний милливольтметра mV принимается за ЭДС Холла при данном токе, проходящем через электромагнит.
6) Для каждого значения тока Iм определить индукцию магнитного поля В. Формула, выражающая зависимость индукции магнитного поля в электромагните от тока, протекающего по его обмотке, приведена на лицевой панели модуля. Результаты вычислений индукции магнитного поля записать в табл. 8.1.
7) Рассчитать
отношение
и построить график зависимости <
x
> от
значения
,
гдеI
– ток, проходящий через датчик Холла;
d
– толщина образца, d
= 0,2 мм. Определить постоянную Холла R
через тангенс угла наклона прямой: R
= tg
(см. формулу
(8.6)).
8) Определить концентрацию носителей тока в полупроводнике, используя формулу (8.7).
9) Оценить погрешность измерений.
10) На основании графика сделать выводы и записать их в тетрадь.
8.4. Дополнительное задание
1) По указанию преподавателя установить фиксированный ток, протекающий через обмотку электромагнита.
2) Изменяя силу тока в образце с шагом 20 mА, измерить ЭДС Холла и построить график зависимости ЭДС Холла от силы тока в образце при неизменном значении индукции магнитного поля.
Таблица 8.1
Результаты измерений для определения постоянной Холла
|
Измеряемая величина |
Значение | ||||||
|
Iм, A |
|
|
|
|
|
|
|
|
x, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
x 1, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
< x >, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
B, мТл |
|
|
|
|
|
|
|
|
IB/d, А∙Тл/м |
|
|
|
|
|
|
|