霍尔元件灵敏度的报告

霍尔元件灵敏度测定及应用 一 目的 1、 进一步了解霍尔效应； 2、 掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法 3、 测定电磁铁磁场特性 二 仪器 VAA H 电压测量双路恒流电源，SH500 霍尔效应实验装置，MR-1 磁阻效应 实验装置 三 原理 1、 霍尔效应及其霍尔灵敏度 将金属片置于磁场中，让磁场垂直通过薄片平面沿薄片的纵向通以电流，则 在薄片的两侧面会出现微弱的电压这就是霍尔效应，横向产生的电压叫霍尔电压， 符号 V H 1） d IB R V H H  霍尔系数 R H =（en） -1 =C；n 为薄片中载流子的浓度，e 为电子带电量，d 为 薄片的厚度 V H =K H IB （2） K H ——霍尔灵敏度，它表示该元件产生霍尔效应的强弱，即在单位磁感应强 度 B 和单位控制电流 I 时，产生霍尔电压的大小 2、 电磁铁气隙的磁场 本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场（3） r M L L NI B   2 1 0    0 ——真空磁导率；N——励磁线圈的匝数；I M ——线圈中的励磁电流； L 1 ——气隙距离； L 2 ——铁芯磁路平均长度； r ——铁芯相对磁导率； 本实验 r =1500 3、 电磁铁气隙中心的磁场系数（4） M CH H H M I I K V I B R   R——中心磁场的磁场系数 四 实验步骤 （一） 磁感应强度一定，变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定 接好线路，并打开恒流源后面的开关，在一定的 I CH ，I M 值下，调节霍尔元件在气 隙里的位置和角度，使霍尔电压 V H 显示的数值最大为止。

1、 I M =200mA ，依次改变： I CH =1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA ，测量出相应的霍尔电压 V H 的值 2、 利用开关 k 1 ,k 2 依次改变 I M 与 I CH 电流的方向，记录相应的数值 3、 用逐差法处理数据 （二） 控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定 1、 连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置 2、 I CH =1.00mA ，依次改变 I M =100，200，300，400，500 ，600，700，800mA 测量出对应的霍尔电压 V H 值，并利用开关 k 1 ,k 2 依次改变 I M 与 I CH 电流的 方向，记录相应的数值 3、 用作图法处理数据 五 注意事项 1、 尔元件的控制电流 I CH 最大不能超过 30m A ，否则将损坏元件 2、 尔片很脆，不可受撞击，故实验操作时应小心谨慎，调节时动作应缓慢 六 数据记录及处理 表一 I M =200mA V H \I CH 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 V H1 2.87 -5.30 8.44 -10.55 14.05 -15.87 19.70 -21.14 25.32 -26.48 V H2 -2.88 5.29 -8.45 10.54 -14.07 15.87 -19.70 21.14 -25.33 26.48 V H3 2.69 -5.65 7.95 -11.23 13.23 -16.88 18.54 -22.48 23.85 -28.14 V H4 -2.70 5.64 -7.96 11.23 -13.24 16.89 -18.54 22.49 -23.87 28.14 H V 2.78 5.47 8.20 10.89 13.65 16.38 19.12 21.81 24.59 27.31 I CH H V I CH H V V Hm -V Hn Hn Hm V V  1.00 2.78 6.00 16.38 13.60 2.00 5.47 7.00 19.12 13.65 3.00 8.20 8.00 21.81 13.61 4.00 10.89 9.00 24.59 13.70 5.00 13.65 10.00 27.31 13.66 13.64 N=1500; L 1 =3.00mm; L 2 =287mm; µ r =1500; µ 0 =4π×10 -7 N·A -2 S=0.0362; C 5 =1.65; S·C 5 =0.06; 无坏值       118 . 0 2 1 0 r L L B   T mA mv V            / 1 . 23 mv m S u v 055 . 0 3 05 . 0 2 0362 . 0 3 2 2 2 2 2                       041 . 0 3 05 . 0 2 3 2      m u % 0 . 1 00 . 5 041 . 0 64 . 13 055 . 0 2 2 2 2                                I v u v u T mA mv u           / 3 . 0 % 0 . 1 1 . 23              mA mv u / 3 . 0 1 . 23 E=1.0% 表二 I CH =1.00mA V H \I M 100 200 300 400 500 600 700 800 V H1 1.48 -2.60 4.05 -5.19 6.62 -7.74 9.15 -10.24 V H2 -1.48 2.58 -4.05 5.18 -6.62 7.74 -9.15 10.23 V H3 1.26 -2.78 3.90 -5.36 6.47 -7.91 9.01 -10.42 V H4 -1.26 2.76 -3.90 5.35 -6.47 7.91 -9.01 10.42 H V 1.37 2.68 3.98 5.27 6.54 7.82 9.08 10.33 K H =21.53mv/mA*T 作图法 I M 100 200 300 400 500 600 700 800 V H 1.37 2.68 3.98 5.27 6.54 7.82 9.08 10.33mA mv V / 0127 . 0 150 770 10 . 2 00 . 10          mA T V R M CH / 10 90 . 5 00 . 1 53 . 21 0127 . 0 4                  mv u u V V 041 . 0 3 2 1 . 0 2 2 1      mA u u 08 . 4 3 5 2 2 1         % 09 . 0 10 4 . 8 620 08 . 4 90 . 7 041 . 0 4 2 2 2 2                                         V u V R4 10 006 . 0       R u R R ) / ( 10 ) 01 . 0 90 . 5 ( 4 mA u R R R        E R =0.09% 表三 I M =200mA V H \I CH 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 V H1 8.35 -16.50 -24.67 33.65 41.94 -49.55 -57.64 V H2 -8.33 16.45 24.62 -33.64 -41.90 49.54 57.58 V H3 8.13 -16.67 -25.11 33.00 41.06 -50.49 -58.71 V H4 -8.11 16.62 25.05 -33.00 -41.05 50.48 58.67 H V 8.23 16.56 24.86 33.32 41.49 50.02 58.15 V H \I CH 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 V H1 67.31 75.54 -82.48 -90.46 100.78 109.11 -115.02 V H2 -67.35 -75.54 82.47 90.47 -100.83 -109.12 115.12 V H3 66.12 74.05 -84.12 -92.33 98.94 106.98 -117.51 V H4 -66.17 -74.04 84.11 92.26 -98.99 -106.99 117.44 H V 66.74 74.79 83.30 91.38 99.88 108.05 116.30 I CH H V I CH H V V Hm -V Hn Hn Hm V V  0.50 8.23 4.00 66.74 58.51 1.00 16.62 4.50 74.79 58.17 1.50 24.86 5.00 83.30 58.44 2.00 33.32 5.50 91.38 58.06 2.50 41.49 6.00 99.88 58.39 3.00 50.02 6.50 108.05 58.03 3.50 58.15 7.00 116.30 58.15 58.25 N=1500; L 1 =4.00mm; L 2 =269mm; µ r =1500; µ 0 =4π×10 -7 N·A -2 S=0.179; C 5 =1.80; S·C 5 =0.33; 无坏值        0902 . 0 2 1 0 r L L B  T mA mv V            / 5 . 184 mv m S u v 184 . 0 3 05 . 0 2 179 . 0 3 2 2 2 2 2                       041 . 0 3 05 . 0 2 3 2      m u % 3 . 1 50 . 3 041 . 0 25 . 58 184 . 0 2 2 2 2                                I v u v u T mA mv u           / 3 % 3 . 1 5 . 184              mA mv u / 3 184 E=1.3% 表四 I CH =1.00mA V H \I M 100 200 300 400 500 600 700 800 V H1 -8.21 16.62 -24.42 32.93 -40.83 49.29 -57.19 65.61 V H2 8.19 -16.63 24.39 -32.92 40.80 -49.31 57.17 -65.62 V H3 -8.47 16.33 -24.78 32.67 -41.18 49.09 -57.59 65.41 V H4 8.45 -16.34 24.75 -32.69 41.19 -49.12 57.57 -65.46 H V 8.33 16.48 24.58 32.80 41.00 41.00 57.38 65.52 K H =182.5mv/mA*T 作图法 I M 100 200。