测量锑化钢片的磁阻特性一、实验简介（一）、磁阻概念：材料的电阻会因外加磁场而增加或减少，电阻的变化量称为磁阻（Magnetoresistance)。物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。磁阻效应是1857年由英国物理学家威廉·汤姆森发现的。它在金属中可以忽略，在半导体中则可能由小到中等。从一般磁阻开始，磁阻发展经历了巨磁阻（GMR）、庞磁阻（CMR）、穿隧磁阻（TMR）、直冲磁阻（BMR）和异常磁阻（EMR）。（二）、磁阻应用：目前，磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储（磁卡、硬盘）等领域。磁阻器件的特点：灵敏度高、抗干扰能力强。在众多的磁阻器件中，锑化钢（InSb）传感器最为典型，它是一种价格低廉、灵敏度高的磁阻器件，在生产生活应用广泛。（三）、磁阻分类：若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应；若外加磁场与外加电场平行，称为纵向磁阻效应。一般情况下，纵向磁感强度不引起载流子偏移，因此一般不考虑纵向磁阻效应。二、实验原理如图1所示，当导电体处于磁场中时（电流方向与磁场方向垂直），导电体内的载流子将在洛仑兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。如果霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，则小于此速度的电子将沿霍尔电场作用的方向偏转，而大于此速度的电子则沿相反方向偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，即沿电场方向的电流密度减小，电阻增大，也就是由于磁场的存在，增加了电阻，此现象称为磁阻效应。如果将图1中a、b短路，霍尔电场将不存在，所有电子将向b端偏转，使电阻变得更大，因而磁阻效应更明显。因此，霍尔效应比较明显的样品，磁阻效应
测量锑化铟片的磁阻特性 一、实验简介 （一）、磁阻概念：材料的电阻会因外加磁场而增加或减少，电阻的变化量 称为磁阻(Magnetoresistance)。物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻 效应。 磁阻效应是 1857 年由英国物理学家威廉·汤姆森发现的。它在金属中可以 忽略，在半导体中则可能由小到中等。从一般磁阻开始，磁阻发展经历了巨磁阻 （GMR）、庞磁阻（CMR）、穿隧磁阻（TMR）、直冲磁阻（BMR）和异常磁阻（EMR）。 （二）、磁阻应用：目前，磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、 位置和角度传感器、车辆探测、GPS 导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领 域。 磁阻器件的特点：灵敏度高、抗干扰能力强。 在众多的磁阻器件中，锑化铟（InSb）传感器最为典型，它是一种价格低廉、 灵敏度高的磁阻器件，在生产生活应用广泛。 （三）、磁阻分类：若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应；若外 加磁场与外加电场平行，称为纵向磁阻效应。一般情况下，纵向磁感强度不引起 载流子偏移，因此一般不考虑纵向磁阻效应。 二、实验原理 如图 1 所示，当导电体处于磁场中时（电流方向与磁场方向垂直），导电体 内的载流子将在洛仑兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。 如果霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，则小于此速度 的电子将沿霍尔电场作用的方向偏转，而大于此速度的电子则沿相反方向偏转， 因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，即沿电场方向的电流密度减小， 电阻增大，也就是由于磁场的存在，增加了电阻，此现象称为磁阻效应。 如果将图 1 中 a、b 短路，霍尔电场将不存在，所有电子将向 b 端偏转，使电 阻变得更大，因而磁阻效应更明显。因此，霍尔效应比较明显的样品，磁阻效应
就小：霍尔效应比较小的，磁阻效应就大。+B1++210UH二2图1磁阻效应通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用Ap/p(0)表示。其中p(O)为零磁场时的电阻率，p(B)为在磁场强度为B时的电阻率，则Ap=p(B)一p(O）。由于磁阻传感器电阻的相对变化率△R/R(0）正比于Ap/p(O)，这里AR=R(B)一R(O)，R(O)、R(B)分别为磁场强度为0和B下磁阻传感器的电阻阻值。因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量AR/R(O)来表示磁阻效应的大小。许多金属、合金及金属化合物材料处于磁场中时，传导电子受到强烈磁散射作用，使材料的电阻显著增大，称这种现象为磁阻效应。通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻，即MR = P_ Ps-Po(1)pPo式中，P：和p。分别为有磁场和无磁场时的电阻率。在实际测量中，常用磁阻器件的磁电阻相对改变量AR/R来研究磁阻效应，由于△R/R α Ap/p,△R =R(B)-R(0)，则△R _R(B)- R(O)RR(0)(2)其中，R(B)是磁场为B时的磁电阻，R(O)为零磁场时的磁电阻。观察图2，不难发现：1、外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度B的二次方
就小；霍尔效应比较小的，磁阻效应就大。 图 1 磁阻效应 通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用Δρ/ρ(0)表示。其中ρ(0) 为零磁场时的电阻率，ρ(B)为在磁场强度为 B 时的电阻率，则Δρ = ρ(B) －ρ(0) 。 由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R(0) 正比于Δρ/ρ(0) ，这里ΔR = R(B)－R(0)， R(0)、R(B)分别为磁场强度为 0 和B下磁阻传感器的电阻阻值。 因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小。 许多金属、合金及金属化合物材料处于磁场中时，传导电子受到强烈磁散射 作用，使材料的电阻显著增大，称这种现象为磁阻效应。通常以电阻率的相对改 变量来表示磁阻，即 0 MR 0 ρ ρρ ρ ρ − = ∆ = B （1） 式中， ρ B 和 ρ 0分别为有磁场和无磁场时的电阻率。 在实际测量中，常用磁阻器件的磁电阻相对改变量ΔR/R来研究磁阻效应，由 于ΔR/R ∝ Δρ/ρ，ΔR = R(B)－R(0)，则 )0( )0()( R RBR R R − = ∆ （2） 其中，R(B)是磁场为B时的磁电阻，R(0)为零磁场时的磁电阻。 观察图 2，不难发现： 1、外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度B的二次方
AR = KB2(3)R2、外加磁场较强时，与磁感应强度B呈线性函数关系，即：AR(4)= aB + bRARR(0)-0B/T3、图2磁阻效应曲线三、实验内容：1、根据实验原理，正确进行实验连线：2、线路连接好以后，检流计调零；3、调节锑化钢片的位置，将其置于电磁铁中的最强均匀磁场处：4、选择合适的电阻值并调节电桥平衡：5、测量锑化钢电阻与磁场强度之间的变化关系；6、记录数据，并处理实验结果。外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度B的二次方：AR = KB2R求出磁场较弱时，对应的二次系数K。外加磁场较强时，与磁感应强度B呈线性函数关系：
∆R R = KB2 （3） 2、外加磁场较强时，与磁感应强度 B 呈线性函数关系，即： ∆R R = aB + b （4） 3、 图 2 磁阻效应曲线 三、实验内容： 1、根据实验原理，正确进行实验连线； 2、线路连接好以后，检流计调零； 3、调节锑化铟片的位置，将其置于电磁铁中的最强均匀磁场处； 4、选择合适的电阻值并调节电桥平衡； 5、测量锑化铟电阻与磁场强度之间的变化关系； 6、记录数据，并处理实验结果。 外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度 B 的二次方： ∆R R = KB2 求出磁场较弱时，对应的二次系数 K。 外加磁场较强时，与磁感应强度 B 呈线性函数关系： R(0) ∆R B /T 0 R(0) ∆R B /T 0 R(0) ∆R B /T 0
AR=aB+bR求出磁场较强时，对应的一次系数a和b。四、实验仪器半导体温度计设计实验装置包括：霍尔测试仪、检流计、电压源、滑线式电桥、霍尔实验仪、滑线变阻器、四线电阻箱、单刀开关等，实验场景如下图所示：样化烟实题工具箱精装X实验已经进行00:28:52记荣数钢结求握作滑线变阻器：滑线变阳器滑动变阻器视图滑动片：可以左右拖动滑动片，粗调滑线变阻器在线路中的电阻值。微调按钮：点击或按下微调按钮，微调滑线变阻器在电路中的电阻值
∆R R = aB + b 求出磁场较强时，对应的一次系数 a 和 b。 四、实验仪器 半导体温度计设计实验装置包括：霍尔测试仪、检流计、电压源、滑线式电 桥、霍尔实验仪、滑线变阻器、四线电阻箱、单刀开关等，实验场景如下图所示： 滑线变阻器： 滑动变阻器视图 滑动片： 可以左右拖动滑动片，粗调滑线变阻器在线路中的电阻值。 微调按钮：点击或按下微调按钮，微调滑线变阻器在电路中的电阻值
四线电阻箱：电阻箱电阻箱视图为电路提供一定大小的电阻，同时有分压的功能，电阻箱上有六个不同档位的旋钮，依次对应0.12档、1Q档、102档、1002档、10002档、10000Q档。每个旋钮有0一9，共10个刻度值。左击电阻箱上的旋钮，旋钮顺时针旋转；右击，旋钮逆时针旋转。单刀开关：开关请洗择开关状态断开闭合单刀开关视图
四线电阻箱： 电阻箱视图 为电路提供一定大小的电阻，同时有分压的功能，电阻箱上有六个不同档位 的旋钮，依次对应 0.1Ω档、1Ω档、10Ω档、100Ω档、1000Ω档、10000 Ω档。每个旋钮有 0—9，共 10 个刻度值。左击电阻箱上的旋钮，旋钮顺时 针旋转；右击，旋钮逆时针旋转。 单刀开关： 单刀开关视图
单刀开关，控制电路的闭合。界面中有两个开关状态按钮，一个是闭合，一个是断开。点击闭合，开关闭合，显示闭合图片：点击断开，开关断开，显示断开图片。电压源：开关按钮：控制电压源的开关旋转按钮：调节电压大小，左击电压减小，右击电压增大。电压源滑线式电桥：滑动片：可以左右拖动滑动片，粗调滑动片在线路中的位置，使检流计达到平衡。微调按钮：点击或按下微调按钮，微调滑动片在线路中的位置，使检流计达到平衡
单刀开关，控制电路的闭合。界面中有两个开关状态按钮，一个是闭合， 一个是断开。点击闭合，开关闭合，显示闭合图片；点击断开，开关断开， 显示断开图片。 电压源: 开关按钮：控制电压源的开关 旋转按钮：调节电压大小，左击电压减小，右击电压增大。 滑线式电桥： 滑动片： 可以左右拖动滑动片，粗调滑动片在线路中的位置，使检流计达 到平衡。 微调按钮：点击或按下微调按钮，微调滑动片在线路中的位置，使检流计达 到平衡
骨线式电60检流计：本实验中，检流计用来检测电桥是否达到平衡挡位旋钮：档位旋钮主要起保护作用。检流计使用前必须把锁扣拨向白点，让线圈能自由摆动，实验完毕要把锁扣拨向红点，使线圈锁定不动。调零旋钮：使用前，若指针的停点不指零，可以旋动零位调节旋钮调零（左击顺时针，右击逆时针）短路按钮：当检流计的表针摆动到停点时按下短路开关，能使表针很快地停止摆动。电计按钮：左击进行试触操作，右击则电计按钮被按下。检流计霍尔实验仪：
检流计： 本实验中，检流计用来检测电桥是否达到平衡 挡位旋钮：档位旋钮主要起保护作用。检流计使用前必须把锁扣拨向白点， 让线圈能自由摆动，实验完毕要把锁扣拨向红点，使线圈锁定不动。 调零旋钮：使用前，若指针的停点不指零，可以旋动零位调节旋钮调零（左 击顺时针，右击逆时针） 短路按钮：当检流计的表针摆动到停点时按下短路开关，能使表针很快地停 止摆动。 电计按钮：左击进行试触操作，右击则电计按钮被按下。 霍尔实验仪：
通过鼠标可调节锑化钢片的位置，将其置于电磁铁中的最强均匀磁场处（左击向左移动，右击向右移动）霍尔实验仪区1005210GS/A[s特入VEIME入霍尔测试仪：霍尔测试仪用于产生励磁电流。红色按钮为测量选择按钮，弹起显示控制电流，按下显示励磁电流。重尔测试仪仪器正面仪器背面mAAmVQS-H型88818881霍尔效应测试仪测量选择IM调节VAV输Is调节调零S五、实验指导
通过鼠标可调节锑化铟片的位置，将其置于电磁铁中的最强均匀磁场处（左 击向左移动，右击向右移动） 霍尔测试仪： 霍尔测试仪用于产生励磁电流。红色按钮为测量选择按钮，弹起显示控制电 流，按下显示励磁电流。 五、实验指导
实验重点：在实验开始时，应调节化钢片至均匀磁场处。同时测量按钮要按下，确保输出为励磁电流。实验难点：1．惠斯通电桥的原理及使用。2.数据处理。辅助功能介绍：界面的右上角的功能显示框：当在普通做实验状态下，显示实验实际用时、记录数据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）、注意事项按钮。右上角工具箱：各种使用工具，如计算器等。右上角help和关闭按钮：help可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。实验仪器栏：存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触及到仪器，实验仪器栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不充许拖动仪器栏中的仪器了。提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。实验状态辅助栏：显示实验名称和实验内容信息（多个实验内容依次列出），当前实验内容显示为红色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。实验操作方法：1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性（1）主窗口介绍成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图所示：
实验重点： 在实验开始时，应调节锑化铟片至均匀磁场处。同时测量按钮要按下，确保 输出为励磁电流。 实验难点: 1． 惠斯通电桥的原理及使用。 2． 数据处理。 辅助功能介绍: 界面的右上角的功能显示框:当在普通做实验状态下，显示实验实际用时、记 录数据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间 的倒计时、记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）、 注意事项按钮。 右上角工具箱:各种使用工具，如计算器等。 右上角 help 和关闭按钮： help 可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭 实验。 实验仪器栏:存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触 及到仪器，实验仪器栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不允许拖动仪 器栏中的仪器了。 提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息 等相关信息，按 F1 键可以获得更多帮助信息。 实验状态辅助栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，当前 实验内容显示为红色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内 容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内 容进行初始化。 实验操作方法: 1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性 （1）主窗口介绍 成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图所示：
化销卖无租雨染验已经进行00:11:50记孕数滑热来按作（2）实验连线当鼠标移动到实验仪器接线柱的上方，拖动鼠标，便会产生“导线”，当鼠标移动到另一个接线柱的时候，松开鼠标，两个接线柱之间便产生一条导线，连线成功；如果松开鼠标的时候，鼠标不是在某个接线柱上，画出的导线将会被自动销毁，此次连线失败。根据实验电路图正确连线，连线操作完成，如下图所示：梯化铜卖验工具柜服学年行00:13:41（3）实验仪器初始化1）检流计调零
（2）实验连线 当鼠标移动到实验仪器接线柱的上方，拖动鼠标，便会产生“导线”，当鼠标 移动到另一个接线柱的时候，松开鼠标，两个接线柱之间便产生一条导线，连线 成功；如果松开鼠标的时候，鼠标不是在某个接线柱上，画出的导线将会被自动 销毁，此次连线失败。根据实验电路图正确连线，连线操作完成，如下图所示： （3）实验仪器初始化 1）检流计调零