霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用

第三節(jié)霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)頂板自動(dòng)窗轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿方位自動(dòng)門(mén)自動(dòng)加速自動(dòng)點(diǎn)火液體系統(tǒng)液位檢測(cè)自動(dòng)轉(zhuǎn)反射鏡計(jì)程器

汽車(chē)中的點(diǎn)火器、計(jì)程器、油箱液位控制、自動(dòng)門(mén)、自動(dòng)窗、反射鏡旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)開(kāi)頂板等，幾乎有20-30個(gè)霍爾傳感器在工作。應(yīng)用實(shí)例+-IsIs0+霍耳電壓++++++------BF霍耳效應(yīng)Fev霍耳電壓霍爾靈敏度實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理以及有關(guān)霍爾器件對(duì)材料要求的知識(shí)；2.學(xué)習(xí)用“對(duì)稱測(cè)量法”消除副效應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)原理——副效應(yīng)+-IsIs0+霍耳電壓++++++------Vσ（1）厄廷豪森效應(yīng)（溫差電效應(yīng)）

1887年厄廷豪森發(fā)現(xiàn)，載流子的速度不完全一致,由橫向的溫差產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。+-IsIsBVE其方向決定于Is和B的方向，與VH始終同向。實(shí)驗(yàn)原理——副效應(yīng)（2）能斯特效應(yīng)（熱磁效應(yīng)）

引線Is兩焊點(diǎn)接觸電阻不同，在Y軸方向產(chǎn)生熱擴(kuò)散電流。在磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生類似于霍耳電壓的橫向電勢(shì)差VN。方向：只與B的方向有關(guān)。

+-IsIsBVN實(shí)驗(yàn)原理——副效應(yīng)（3）里紀(jì)-勒杜克效應(yīng)（熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差）

由于熱擴(kuò)散電流的載流子的遷移率不同，產(chǎn)生附加電勢(shì)差。+-IsIsBVRL方向：只與B方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)原理——副效應(yīng)+-IsIs0+A′AV0方向：只與Is的方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)原理——副效應(yīng)（4）不等位效應(yīng)（居首位）霍爾電壓VH的兩個(gè)焊點(diǎn)A和A′，不在等位面上。設(shè)計(jì)思想利用異號(hào)測(cè)量法/對(duì)稱測(cè)量法消除影響，（厄廷豪森副效應(yīng)除外）。副效應(yīng)的消除實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、固定Is，調(diào)節(jié)IM分別通過(guò)Is、IM的換向，測(cè)量電壓

V1、…V4，計(jì)算出相應(yīng)的霍爾電壓，并作出VH—IM

關(guān)系曲線（Is、IM

取值由具體實(shí)驗(yàn)儀器選定）。

2、由圖求出該半導(dǎo)體器件的霍爾靈敏度KH。

注意：B與IM的關(guān)系見(jiàn)線圈上的參數(shù)?；魻柶艌?chǎng)產(chǎn)生裝置霍爾片磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置實(shí)驗(yàn)儀器霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀霍爾效應(yīng)測(cè)試儀儀器調(diào)節(jié)調(diào)零----Is=0、IM=0調(diào)零螺絲1.注意事項(xiàng)嚴(yán)禁勵(lì)磁電源“IM輸出”誤接到：工作電流“IS輸入”或“VH，Vσ輸入”處，否則一旦電，霍爾器件即遭損害；②電流IS、IM不能突變，開(kāi)機(jī)前，關(guān)機(jī)前，V1、V2、V3、V4換向測(cè)量前，應(yīng)先將“IM、IS輸出電流趨于最小狀態(tài)；

（三“前”，須先逆時(shí)針調(diào)IS、IM至最?。蹖?shí)驗(yàn)過(guò)程中，“VH，Vσ”切換開(kāi)關(guān)（中間開(kāi)關(guān)），應(yīng)始終保持閉合VH狀態(tài)?；魻栃?yīng)及其應(yīng)用

ⅠS=___mA

；B與IM的關(guān)系：IM/AU1/mvU2/mvU3/mvU4/mv（+Is，+B）（-Is，+B）（-Is，-B）（+Is，-B）0.30.40.50.60.70.8用牛頓環(huán)測(cè)量透鏡的曲率半徑

21222324252627282930X左/mmX右/mmDi/mm邁克耳遜干涉儀

體現(xiàn)?k的取值實(shí)驗(yàn)報(bào)告！霍爾效應(yīng)相關(guān)從能量的角度看，是熱能向電能的轉(zhuǎn)化。在金屬和半導(dǎo)體中存在電位差時(shí)產(chǎn)生電流，存在溫差時(shí)產(chǎn)生熱流。從電子論的觀點(diǎn)看，在金屬和半導(dǎo)體中，不論電流還是熱流都與電子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，故電位差、溫度差、電流、熱流之間會(huì)存在交叉聯(lián)系，這就構(gòu)成了熱電效應(yīng)。

磁場(chǎng)中載流子的電荷與能量輸運(yùn)相耦合的現(xiàn)象稱之為熱磁效應(yīng)。熱能輸運(yùn)依賴溫度梯度，電荷輸運(yùn)依賴電位梯度（即電場(chǎng)），在一個(gè)系統(tǒng)中的載流子，當(dāng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度梯度場(chǎng)共存時(shí)，構(gòu)造出何等局面呢？愛(ài)廷豪森效應(yīng)、能斯特效應(yīng)、里紀(jì)-勒杜克效應(yīng)均屬熱磁效應(yīng)。熱電效應(yīng)熱磁效應(yīng)總成績(jī)=平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)+最終考試的成績(jī)（各占一定例）

儀器登記本必需填寫(xiě)。

儀器登記是實(shí)驗(yàn)操作的憑證之一，沒(méi)有登記者，相應(yīng)的扣除實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)。要求：一人一組（同一日期實(shí)驗(yàn)，必需時(shí)間段要分開(kāi)），每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)（換一套儀器），需登記一次。3.實(shí)驗(yàn)日期，組別（可寫(xiě)在學(xué)號(hào)的后面）等信息填寫(xiě)完全。4.請(qǐng)假必須有請(qǐng)假條，無(wú)特殊情況不允許請(qǐng)假。如有請(qǐng)假需把實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告及時(shí)補(bǔ)上，否則不能參加最終考試。5.實(shí)驗(yàn)完畢后，整理儀器等方可離開(kāi)。

養(yǎng)成規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧己昧?xí)慣！實(shí)驗(yàn)室注意事項(xiàng)這周及需補(bǔ)交的報(bào)告：下周一早上7：30—8：00間，務(wù)必交來(lái)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)名稱2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.儀器設(shè)備（名稱、型號(hào)、規(guī)格、量程）4.預(yù)習(xí)思考題5.實(shí)驗(yàn)原理（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)）：簡(jiǎn)明扼要，必要時(shí)需畫(huà)出示意圖，重要公式中物理量要加以詳細(xì)的文字描述。6.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）預(yù)習(xí)報(bào)告中操作步驟若與實(shí)驗(yàn)實(shí)際不符，應(yīng)重新寫(xiě)出詳細(xì)、具體真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作步驟。（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案及思路必須按要求寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并要有具體公式推導(dǎo)過(guò)程及結(jié)論（如邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)確定△K的取值）。（3）現(xiàn)象的描述:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都要做好記錄描述于實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，并給予定性和定量的分析。7.數(shù)據(jù)處理（1）在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)把每個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)重新整理后畫(huà)出表格，寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。（2)按實(shí)驗(yàn)要求，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（如：求出霍爾器件靈敏度KH，

He-Ne激光的波長(zhǎng)，平凸透鏡的曲率半徑R）。

（3）作圖：圖的名稱，橫縱坐標(biāo)代表的物理量及其單位、（注意：因變量為縱坐標(biāo)，自變量為橫坐標(biāo)，且與原始數(shù)據(jù)一致、比例適當(dāng)且作圖曲線要平滑。圖最好粘貼于實(shí)驗(yàn)報(bào)中，以免丟失。8.思考題9.結(jié)果分