霍尔效应与其应用实验(FB510A 型霍尔效应组合实验仪)（亥姆霍兹线圈、螺线管线圈）实验讲义禹衡时代光电科技实验一 霍尔效应与其应用置于磁场中的载流体，假如电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学讨论生霍尔于 1879 年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今日，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有有用性的实验，对日后的工作将有益处。[实验目的]1．了解霍尔效应实验原理以与有关霍尔器件对材料要求的知识。2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的 和 曲线。3．确定试样的导电类型。[实验原理]1．霍尔效应：霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。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方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场 。如图 1 所示的半导体试样，若在方向通以电流，在方向加磁场，则在方向即试样电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图 1（a）所示的 N 型试样，霍尔电场逆方向，（b）的型试样则沿方向。即有显然，霍尔电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故有（1）其中为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度。设试样的宽为，厚度为，载流子浓度为，则(2)由（1）、（2）两式可得： (3) 即霍尔电压（、／电极之间的电压）与乘积成正比与试样厚度成反比。比例系数称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。只要测出（伏）以与知道（安）、（高斯）和（厘米）可按下式计算（厘米3／库仑）：（4）上式中的是由于磁感应强度用电磁单位（）而其它各量均采纳有用单位而引入。2．霍尔系数与其它参数间的关系：根据可进一步确定以下参数： （１）由的符号（或霍尔电压的正负）推断样品的导电类型。判别的方法是按图 1所示的和的方向，若测得的即点点电位高于点的电位，则为负，样品属型；反之则为型。 （２）由求载流子浓度 。即。应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有一样的漂移速度得到的，严格...
