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本专科实验报告
课程名称：姓学名：院：系：专年学业：级：号：
指导教师：成绩：
年
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日
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f（实验报告目录）实验名称
一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议
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f霍尔效应实验
一．实验目的和要求：
1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数2、测绘霍尔元件的VHIs，VHIM曲线了解霍尔电势差VH与霍尔元件控制（工作）电流Is、励磁电流IM之间的关系。3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二．实验原理：
1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。如右图（1）所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流Is（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。由于洛伦兹力fL的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fE的作用。随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时，fLfE，则电子积累便达到动态平衡。这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场EH，相应的电势差称为霍尔电压VH。设电子按均一速度V向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛伦兹力为
d
z
YxB
AfE
VfLBL
l
IS
VH
图
1
fLeVB
式中e为电子电量，V为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。同时，电场作用于电子的力为
fEeEHeVHl
式中EH为霍尔电场强度，VH为霍尔电压，l为霍尔元件宽度
3
f当达到动态平衡时，fLfE
VBVHl
（1）
设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为
，则霍尔元件的控制（工作）电流为
Is
eVld
由（1），（2）两式可得
（2）
VHEHl
IB1IsBRHs
edd
（3）
即霍尔电压VH（A、B间电压）与Is、B的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数RHr