【篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应】
大学物理实验报告
)
【篇二：霍尔效应实验报告】
实验数据
is 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
v1 -4.85 -7.27 -9.73 -12.11 -14.47 -16.92 -19.34 v1 -4.9 -6.58 -8.24 -9.92 -11.6 -13.27
v2 5.13 7.66 10.18 12.79 15.29 17.83 20.56 v2 5.16 6.84 8.52 10.19 11.89 13.58
v3 -5.13 -7.7 -10.19 -12.79 -15.29 -17.83 -20.56 v3 -5.19 -6.84 -8.54 -10.2 -11.91 -13.54
v4 4.86 7.28 9.66 12.1 14.5 16.93 19.33 v4 4.9 6.6 8.26 9.98 11.62 13.28
vh -4.9925 -7.4775 -9.94 -12.4475 -14.8875 -17.3775 -19.9475 vh -5.0375 -6.715 -8.39 -10.0725 -11.755 -13.4175
rh -8667.53 -8654.51 -8628.47 -8644.1 -8615.45 -8619.79 -8657.77 rh -5830.44 -5828.99 -5826.39 -5828.99 -5830.85 -5823.57
im 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
思考题
1. 本实验是采用什么方法消除各种负效应的？
1.由不等电位差引起的误差；应尽量使样品的霍尔电压测试点处于同一等位线上 2.爱延豪森效应；使样品通入交流电流 3.里纪-勒杜克效应；改变磁场方向 4.能斯脱效应；使样品通过磁场方向
v?
度.
rhi
,其中,v为载流子的迁移率,rh为电导率,i为电流 l 为导体板宽度,d 为板的厚ld
【篇三：霍尔效应实验报告】
大 学
本(专)科实验报告
课程名称： 姓 名： 学 院：
系：
专 业： 年 级： 学 号：
指导教师： 成 绩： 年 月 日
（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
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vh?is，vh?im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。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为
fl=-eb
式中e为电子电量，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fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度
当达到动态平衡时，fl??fe?vh/l （1）
设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne（2） 由（1），（2）两式可得vh?ehl?
ib1isb
?rhs （3）
nedd
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rh?
特斯拉效应 1
称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne
rh??/???? （4）
将式（5）代入式（3）中得 vh?khisb （6）
式中kh称为元件的灵敏度，它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势大小，其单位是[mv/ma?t]，一般要求kh愈大愈好。
?l
(7) ?
eivi
将(2)式、(5)式、(7)式联立求得??kh?
lis
? （8） lvi
其中vi为垂直于is方向的霍尔元件两侧面之间的电势差，ei为由vi产生的电场强度，l、l分别为霍尔元件长度和宽度。
由于金属的电子浓度n很高，所以它的rh或kh都不大，因此不适宜作霍尔元件。此外元件厚度d愈薄，kh愈高，所以制作时，往往采用减少d的办法来增加灵敏度，但不能认为d愈薄愈好，因为此时元件的输入和输出电阻将会增加，这对锗元件是不希望的。
应当注意，当磁感应强度b和元件平面法线成一角度时（如图2），作用在元件上的有效磁场是其法线方向上的分量bcos?，此时
vh?khisbcos?(9)
图(2)
vh=khisbcos??khisb
由式（9）可知，当控制（工作）电流is或磁感应强度b，两者之一改变方向时，霍尔
电压vh的方向随之改变；若两者方向同时改变，则霍尔电压vh极性不变。
霍尔元件测量磁场的基本电路如图3，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度b垂直，在其控制端输入恒定的工作电流is，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫
伏表，测量霍尔电势vh的值。
三．主要实验仪器：
1、 zky-hs霍尔效应实验仪
图(3)
包括电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸刀开关、霍尔元件及引线。 2、 ky-hc霍尔效应测试仪
四．实验内容：
1、研究霍尔效应及霍尔元件特性
③ 判定霍尔元件半导体类型（p型或n型）或者反推磁感应强度b的方向。 ④ 研究vh与励磁电流im、工作（控制）电流is之间的关系。 2、测量电磁铁气隙中磁感应强度b的大小以及分布
① 测量一定im条件下电磁铁气隙中心的磁感应强度b的大小。
② 测量电磁铁气隙中磁感应强度b的分布。
五．实验步骤与实验数据记录：
1、仪器的连接与预热
将测试仪按实验指导说明书提供方法连接好，接通电源。 2、研究霍尔效应与霍尔元件特性
① 测量霍尔元件灵敏度kh，计算载流子浓度n。（可选做）。
a. 调节励磁电流im为0.8a，使用特斯拉计测量此时气隙中心磁感应强度b的大小。 b. 移动二维标尺，使霍尔元件处于气隙中心位置。
a. 调节is=2.00??、10.00ma（间隔为1.00ma），记录对应的输入电压降vi填入表4，
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