用霍尔元件测磁场 前言 霍耳效应是德国物理学家霍耳(A.H.Hall1855-1938)于1879年在他的导师罗兰 指导下发现的。由于这种效应对一般的材料来讲很不明显,因而长期未得到实际应用。 六十年代以来,随着半导体工艺和材料的发展,这一效应才在科学实验和工程技术中 得到了广泛应用。 利用半导体材料制成的霍耳元件,特别是测量元件,广泛应用于工业自动化和电子 技术等方面。由于霍耳元件的面积可以做得很小,所以可用它测量某点或缝隙中的磁 场。此外,还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。 近年来霍耳效应得到了重要发展,冯.克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子 霍耳效应,它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。在工业生产要求自动检 测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍耳器件,会有更广阔的应用前景。了解这 富有实用性的实验,对今后的工作将大有益处。 教学目的: 1.了解霍尔效应产生的机理,掌握测试霍尔器件的工作特性。 2.掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。 3.学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 教学重难点 1.霍尔效应 2.霍尔片载流子类型判定。 E 实验原理 如右图所示,把一长方形半导体薄片放入磁场中, 其平面与磁场垂直,薄片的四个侧面分别引出两对电极(M、N和P、S),径电极M、N 通以直流电流I,则在P、S极所在侧面产生电势差,这一现象称为霍尔效应。这电势 差叫做霍尔电势差,这样的小薄片就是霍尔片用霍尔元件测磁场 前言： 霍耳效应是德国物理学家霍耳（A.H.Hall 1855—1938）于 1879 年在他的导师罗兰 指导下发现的。由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。 六十年代以来，随着半导体工艺和材料的发展，这一效应才在科学实验和工程技术中 得到了广泛应用。 利用半导体材料制成的霍耳元件，特别是测量元件，广泛应用于工业自动化和电子 技术等方面。由于霍耳元件的面积可以做得很小，所以可用它测量某点或缝隙中的磁 场。此外，还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。 近年来霍耳效应得到了重要发展，冯﹒克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子 霍耳效应，它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。在工业生产要求自动检 测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍耳器件，会有更广阔的应用前景。了解这一 富有实用性的实验，对今后的工作将大有益处。 教学目的： 1. 了解霍尔效应产生的机理，掌握测试霍尔器件的工作特性。 2. 掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。 3. 学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 教学重难点： 1. 霍尔效应 2. 霍尔片载流子类型判定。 实验原理 如右图所示，把一长方形半导体薄片放入磁场中， 其平面与磁场垂直，薄片的四个侧面分别引出两对电极（M、N 和 P、S），径电极 M、N 通以直流电流 IH，则在 P、S 极所在侧面产生电势差，这一现象称为霍尔效应。这电势 差叫做霍尔电势差，这样的小薄片就是霍尔片