霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用置于磁場(chǎng)中的載流體，如果電流方向與磁場(chǎng)垂直，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加的橫向電場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象是霍普斯金大學(xué)研究生霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的，后被稱為霍爾效應(yīng)。隨著半導(dǎo)體物理學(xué)的迅速發(fā)展，霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率的測(cè)量已成為研究半導(dǎo)體材料的主要方法之一。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量半導(dǎo)體材料的霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率可以判斷材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度、載流子遷移率等主要參數(shù)。若能測(cè)量霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率隨溫度變化的關(guān)系，還可以求出半導(dǎo)體材料的雜質(zhì)電離能和材料的禁帶寬度。如今，霍爾效應(yīng)不但是測(cè)定半導(dǎo)體材料電學(xué)參數(shù)的主要手段，而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用該效應(yīng)制成的霍爾器件，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

2、、頻率響應(yīng)寬（高達(dá)10GHz）、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于非電量測(cè)量、自動(dòng)控制和信息處理等方面。在工業(yè)生產(chǎn)要求自動(dòng)檢測(cè)和控制的今天，作為敏感元件之一的霍爾器件，將有更廣闊的應(yīng)用前景。了解這一富有實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)日后的工作將有益處。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理以及有關(guān)霍爾元件對(duì)材料要求的知識(shí)。2學(xué)習(xí)用“對(duì)稱測(cè)量法”消除副效應(yīng)的影響，測(cè)量并繪制試樣的VHIS和VHIM曲線。3確定試樣的導(dǎo)電類型、載流子濃度以及遷移率。二、實(shí)驗(yàn)原理霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生正

3、負(fù)電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場(chǎng)，即霍爾電場(chǎng)。對(duì)于圖（1）（a）所示的N型半導(dǎo)體試樣，若在X方向的電極D、E上通以電流Is，在Z方向加磁場(chǎng)B，試樣中載流子（電子）將受洛侖茲力 （1）其中e為載流子（電子）電量， 為載流子在電流方向上的平均定向漂移速率，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。無(wú)論載流子是正電荷還是負(fù)電荷，F(xiàn)z的方向均沿Y方向，在此力的作用下，載流子發(fā)生便移，則在Y方向即試樣A、A´電極兩側(cè)就開(kāi)始聚積異號(hào)電荷而在試樣A、A´兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)電位差VH，形成相應(yīng)的附加電場(chǎng)E霍爾電場(chǎng)，相應(yīng)的電壓VH稱為霍爾電壓，電極A、A´稱為霍爾電極。電場(chǎng)的指向取決于試樣的導(dǎo)電類型。N型半導(dǎo)

4、體的多數(shù)載流子為電子，P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子為空穴。對(duì)N型試樣，霍爾電場(chǎng)逆Y方向，P型試樣則沿Y方向，有（a） （b）圖 （1） 樣品示意圖顯然，該電場(chǎng)是阻止載流子繼續(xù)向側(cè)面偏移，試樣中載流子將受一個(gè)與Fg方向相反的橫向電場(chǎng)力 FE=eEH （2）其中EH為霍爾電場(chǎng)強(qiáng)度。FE隨電荷積累增多而增大，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)恒狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)力平衡，即載流子所受的橫向電場(chǎng)力e EH與洛侖茲力相等，樣品兩側(cè)電荷的積累就達(dá)到平衡，故有 （3）設(shè)試樣的寬度為b，厚度為d，載流子濃度為n，則電流強(qiáng)度Is與的 關(guān)系為（4）由（3）、（4）兩式可得 （5）即霍爾電壓VH（A、A´電極之間的電壓）與IsB乘積成正比與試樣

5、厚度d成反比。比例系數(shù) 稱為霍爾系數(shù)，它是反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù)。根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的元件稱為霍爾元件。由式（5）可見(jiàn)，只要測(cè)出VH（伏）以及知道Is（安）、B（高斯）和d（厘米）可按下式計(jì)算RH（厘米3庫(kù)侖）。 （6）上式中的108 是由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B用電磁單位（高斯）而其它各量均采用C、G、S實(shí)用單位而引入。注：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與勵(lì)磁電流IM的關(guān)系由制造廠家給定并標(biāo)明在實(shí)驗(yàn)儀上。霍爾元件就是利用上述霍爾效應(yīng)制成的電磁轉(zhuǎn)換元件，對(duì)于成品的霍爾元件，其RH和d已知，因此在實(shí)際應(yīng)用中式（5）常以如下形式出現(xiàn)：VH=KHIsB （7）其中比例系數(shù) KH=稱為霍爾元件靈敏度（其值由制造廠家給

6、出），它表示該器件在單位工作電流和單位磁感應(yīng)強(qiáng)度下輸出的霍爾電壓。Is稱為控制電流。（7）式中的單位取Is為mA、B為KGS、VH為mV，則KH的單位為mV/（mA·KGS）。KH越大，霍爾電壓VH越大，霍爾效應(yīng)越明顯。從應(yīng)用上講， KH愈大愈好。KH與載流子濃度n成反比，半導(dǎo)體的載流子濃度遠(yuǎn)比金屬的載流子濃度小，因此用半導(dǎo)體材料制成的霍爾元件，霍爾效應(yīng)明顯，靈敏度較高，這也是一般霍爾元件不用金屬導(dǎo)體而用半導(dǎo)體制成的原因。另外，KH還與d成反比，因此霍爾元件一般都很薄。本實(shí)驗(yàn)所用的霍爾元件就是用N型半導(dǎo)體硅單晶切薄片制成的。由于霍爾效應(yīng)的建立所需時(shí)間很短（約10-1210-14s），

7、因此使用霍爾元件時(shí)用直流電或交流電均可。只是使用交流電時(shí)，所得的霍爾電壓也是交變的，此時(shí)，式（7）中的Is和VH應(yīng)理解為有效值。 根據(jù)RH可進(jìn)一步確定以下參數(shù) 1由RH 的符號(hào)（或霍爾電壓的正、負(fù)）判斷試樣的導(dǎo)電類型判斷的方法是按圖（1）所示的Is和B的方向，若測(cè)得的VHVAA0，（即點(diǎn)A的電位低于點(diǎn)A´的電位）則RH 為負(fù)，樣品屬N型，反之則為P型。2由RH求載流子濃度n由比例系數(shù)得，.應(yīng)該指出，這個(gè)關(guān)系式是假定所有的載流子都具有相同的漂移速率得到的，嚴(yán)格一點(diǎn)，考慮載流子的漂移速率服從統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，需引入3/8 的修正因子（可參閱黃昆、謝希德著半導(dǎo)體物理學(xué)）。但影響不大，本實(shí)驗(yàn)中可

8、以忽略此因素。3結(jié)合電導(dǎo)率的測(cè)量，求載流子的遷移率電導(dǎo)率與載流子濃度n以及遷移率之間有如下關(guān)系n e （8）由比例系數(shù)得，|RH|，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出值即可求出。根據(jù)上述可知，要得到大的霍爾電壓，關(guān)鍵是要選擇霍爾系數(shù)大（即遷移率高、電阻率亦較高）的材料。因|RH|，就金屬導(dǎo)體而言，和均很低，而不良導(dǎo)體雖高，但極小，因而上述兩種材料的霍爾系數(shù)都很小，不能用來(lái)制造霍爾器件。半導(dǎo)體高，適中，是制造霍爾器件較理想的材料，由于電子的遷移率比空穴的遷移率大，所以霍爾器件都采用N型材料，其次霍爾電壓的大小與材料的厚度成反比，因此薄膜型的霍爾器件的輸出電壓較片狀要高得多。就霍爾元件而言，其厚度是一定的，所以實(shí)用上采

9、用 （9） 來(lái)表示霍爾元件的靈敏度，KH稱為霍爾元件靈敏度，單位為mV/（mA T）或mV/（mA KGS）。三、實(shí)驗(yàn)儀器1. THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，主要由規(guī)格為>2500GS/A電磁鐵、N型半導(dǎo)體硅單晶切薄片式樣、樣品架、IS和IM換向開(kāi)關(guān)、VH和V（即VAC）測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)組成。2. THH型霍爾效應(yīng)測(cè)試儀，主要由樣品工作電流源、勵(lì)磁電流源和直流數(shù)字毫伏表組成。四實(shí)驗(yàn)方法1霍爾電壓VH的測(cè)量應(yīng)該說(shuō)明，在產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的同時(shí)，因伴隨著多種副效應(yīng)，以致實(shí)驗(yàn)測(cè)得的A、A兩電極之間的電壓并不等于真實(shí)的VH值，而是包含著各種副效應(yīng)引起的附加電壓，因此必須設(shè)法消除。根據(jù)副效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（參閱附錄）

10、可知，采用電流和磁場(chǎng)換向的對(duì)稱測(cè)量法，基本上能夠把副效應(yīng)的影響從測(cè)量的結(jié)果中消除，具體的做法是Is和B(即lM)的大小不變，并在設(shè)定電流和磁場(chǎng)的正、反方向后，依次測(cè)量由下列四組不同方向的Is和B組合的A、A兩點(diǎn)之間的電壓V1、V2、V3、和V4 ，即+Is +B V1+Is -B V2-Is -B V3-Is +B V4然后求上述四組數(shù)據(jù)V1、V2、V3和V4 的代數(shù)平均值，可得 通過(guò)對(duì)稱測(cè)量法求得的VH，雖然還存在個(gè)別無(wú)法消除的副效應(yīng)，但其引入的誤差甚小，可以略而不計(jì)。 2電導(dǎo)率的測(cè)量可以通過(guò)圖1所示的A、C（或A´、C´）電極進(jìn)行測(cè)量，設(shè)A、C間的距離為l，樣品的橫截面

11、積為Sb d，流經(jīng)樣品的電流為Is，在零磁場(chǎng)下，測(cè)得A、C（A´、C´）間的電位差為V（VAC），可由下式求得 （10）3載流子遷移率的測(cè)量電導(dǎo)率與載流子濃度n以及遷移率之間有如下關(guān)系n e由比例系數(shù)得，|RH|.五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仔細(xì)閱讀本實(shí)驗(yàn)儀使用說(shuō)明書后，按圖（2）連接測(cè)試儀和實(shí)驗(yàn)儀之間相應(yīng)的Is、VH和IM各組連線，Is及IM 換向開(kāi)關(guān)投向上方，表明Is及IM均為正值（即Is沿X方向，B沿Z方向），反之為負(fù)值。VH、V切換開(kāi)關(guān)投向上方測(cè)VH，投向下方測(cè)V。經(jīng)教師檢查后方可開(kāi)啟測(cè)試儀的電源。注意：圖（2）中虛線所示的部分線路即樣品各電極及線包引線與對(duì)應(yīng)的雙刀開(kāi)關(guān)之間連線已由

12、制造廠家連接好）。必須強(qiáng)調(diào)指出：嚴(yán)禁將測(cè)試儀的勵(lì)磁電源“IM輸出”誤接到實(shí)驗(yàn)儀的“Is輸入”或“VH、V輸出”處，否則一旦通電，霍爾元件即遭損壞！為了準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)先對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零，即將測(cè)試儀的“Is調(diào)節(jié)”和“ IM圖 （2） 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀示意圖調(diào)節(jié)”旋鈕均置零位，待開(kāi)機(jī)數(shù)分鐘后若VH顯示不為零，可通過(guò)面板左下方小孔的“調(diào)零”電位器實(shí)現(xiàn)調(diào)零，即“0.00”。轉(zhuǎn)動(dòng)霍爾元件探桿支架的旋鈕X、Y，慢慢將霍爾元件移到螺線管的中心位置。1測(cè)繪VHIs曲線將實(shí)驗(yàn)儀的“VH、V”切換開(kāi)關(guān)投向VH側(cè)，測(cè)試儀的“功能切換”置VH。保持IM值不變（取IM0.6A），測(cè)繪VHIs曲線，記入表1中，并求斜率，代入（

13、6）式求霍爾系數(shù)RH，代入（7）式求霍爾元件靈敏度KH。表1 IM0.6A Is取值：1.00-4.00 mA。Is(mA)V1（mV）V2（mV）V3（mV）V4（mV）+Is +B +Is-B -Is-B -Is、+B1.001.502.002.503.004.002測(cè)繪VHIs曲線實(shí)驗(yàn)儀及測(cè)試儀各開(kāi)關(guān)位置同上。保持Is值不變，（取Is3.00mA），測(cè)繪VHIs曲線，記入表2中。表2 Is3.00mA IM取值：0.300-0.800A。 IM (A)V1(mV)V2（mV）V3（mV）V4（mV）+Is+B +Is-B -Is-B -Is、+B0.3000.4000.5000.6000

14、.7000.800 3測(cè)量V值將“VH、V”切換開(kāi)關(guān)投向V側(cè)，測(cè)試儀的“功能切換”置V。在零磁場(chǎng)下，取Is2.00mA，測(cè)量V。注意：Is取值不要過(guò)大，以免V太大，毫伏表超量程（此時(shí)首位數(shù)碼顯示為1，后三位數(shù)碼熄滅）。4確定樣品的導(dǎo)電類型將實(shí)驗(yàn)儀三組雙刀開(kāi)關(guān)均投向上方，即Is沿X方向，B沿Z方向，毫伏表測(cè)量電壓為VAA´。取Is2mA，IM0.6A，測(cè)量VH大小及極性，判斷樣品導(dǎo)電類型。5、求樣品的RH、n、和 µ 值。六、預(yù)習(xí)思考題1.列出計(jì)算霍爾系數(shù)RH、載流子濃度n、電導(dǎo)率及遷移率µ的計(jì)算公式，并注明單位。2.如已知霍爾樣品的工作電流Is及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向

15、，如何判斷樣品的導(dǎo)電類型。3在什么樣的條件下會(huì)產(chǎn)生霍爾電壓，它的方向與哪些因素有關(guān)？4.實(shí)驗(yàn)中在產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生那些副效應(yīng)，它們與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流Is有什么關(guān)系，如何消除副效應(yīng)的影響？ 附錄實(shí)驗(yàn)中霍爾元件的副效應(yīng)及其消除方法（1）不等勢(shì)電壓降Vo圖 （3）如圖（3）所示，由于元件的測(cè)量霍爾電壓的A、A´兩電極不可能絕對(duì)對(duì)稱地焊在霍爾片的兩側(cè)，位置不在一個(gè)理想的等勢(shì)面上，因此，即使不加磁場(chǎng)，只要有電流Is通過(guò)，就有電壓VoIs r產(chǎn)生，其中r為A、A´所在的兩個(gè)等勢(shì)面之間的電阻，結(jié)果在測(cè)量VH時(shí)，就疊加了Vo，使得VH值偏大，（當(dāng)Vo與VH同號(hào)）或偏?。ó?dāng)Vo與

16、VH異號(hào)）。由于目前生產(chǎn)工藝水平較高，不等勢(shì)電壓很小，像本實(shí)驗(yàn)用的霍爾元件試樣N型半導(dǎo)體硅單晶切薄片只有幾百微伏左右，故一般可以忽略不計(jì)，也可以用一支電位器加以平衡。在本實(shí)驗(yàn)中，VH的符號(hào)取決于Is和B兩者的方向，而Vo只與Is的方向有關(guān)，而與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向無(wú)關(guān)，因此Vo可以通過(guò)改變Is的方向予以消除。（2）熱電效應(yīng)引起的附加電壓VE如圖（4）所示，由于實(shí)際上載流子遷移速率 服從統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，構(gòu)成電流的載流子速度不同，若速度為v的載流子所受的洛侖茲力與霍爾電場(chǎng)的作用力剛好抵消，則速度小于v的載流子受到的洛侖磁力小于霍爾電場(chǎng)的作用力，將向霍爾電場(chǎng)作用力方向偏轉(zhuǎn)，速度大于v的載流子受到的洛侖磁

17、力大于霍爾電場(chǎng)的作用力，將向洛侖磁力力方向偏轉(zhuǎn)。這樣使得一側(cè)高速載流子較多，相當(dāng)于溫度較高，另一側(cè)低速載流子較多，相當(dāng)于溫度較低，從而在Y方向引起溫差TATA´，由此產(chǎn)生的熱電效應(yīng)，在A、A´電極上引入附加溫差VE，這種現(xiàn)象稱為愛(ài)延好森效應(yīng)。這種效應(yīng)的建立需要一定的時(shí)間，如果采用直流電則由于愛(ài)延好森效應(yīng)的存在而給霍爾電壓的測(cè)量帶來(lái)誤差，如果采用交流電，則由于交流變化快使得愛(ài)延好森效應(yīng)來(lái)不及建立，可以減小測(cè)量誤差，因此在實(shí)際應(yīng)用霍爾元件片時(shí)，一般都采用交流電。由于VEIsB，其符號(hào)與Is和B的方向的關(guān)系跟VH是相同的，因此不能用改變Is和B方向的方法予以消除，但其引入的誤差很

18、小，可以忽略。圖 （4）(3)熱磁效應(yīng)直接引起的附加電壓VN如圖（5）所示，因器件兩端電流引線的接觸電阻不等，通電后在接點(diǎn)兩處將產(chǎn)生不同的焦?fàn)枱幔瑢?dǎo)致在X方向有溫度梯度，引起載流子沿梯度方向擴(kuò)散而產(chǎn)生熱擴(kuò)散電流，熱流Q在z方向磁場(chǎng)作用下，類似于霍爾效應(yīng)在Y方向上產(chǎn)生一附加電場(chǎng)N，相應(yīng)的電壓VN Q B，而VN的符號(hào)只與B的方向有關(guān)，與Is的方向無(wú)關(guān)，因此可通過(guò)改變B的方向予以消除。圖 （5）（4）熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差引起的附加電壓VRL如圖（6）所示，（3）中所述的X方向熱擴(kuò)散電流，因載流子的速度統(tǒng)計(jì)分布，在Z的方向的磁場(chǎng)B作用下，和（2）中所述的同一道理將在Y方向產(chǎn)生溫度梯度TATA´

19、;，由此引入的附加電壓VRL Q B，VRL的符號(hào)只與B的方向有關(guān)，亦能消除。圖 （6）綜上所述，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的A 、A´之間的電壓除VH 外還包含VO 、VN、VRL和VE各電壓的代數(shù)和，其中VO、VN和VRH均通過(guò)Is和B換向?qū)ΨQ測(cè)量法予以消除。具體方法是在規(guī)定了電流和磁場(chǎng)正、反方向后，分別測(cè)量由下列四組不同方向的IS和B的組合的A 、A´之間的電壓。設(shè)Is和B的方向均為正向時(shí)，測(cè)得A 、A´之間電壓記為V1，即當(dāng)+IS、+B時(shí) V1 = VH +VO +VN +VRL +VE將B換向，而IS的方向不變，測(cè)得的電壓記為V2，此時(shí)VH、VN、VRL、VE均改號(hào)而V

20、O符號(hào)不變，即當(dāng)+IS、-B時(shí) V2 =-VH +VO -VN -VRL -VE同理，按照上述分析當(dāng)-IS、-B時(shí) V3 =VH -VO -VN -VRL +VE當(dāng)-IS、+B時(shí) V4 =-VH -VO +VN +VRL -VE求以上四組數(shù)據(jù)V1、V2、V3和V4的代數(shù)平均值，可得 由于VE符號(hào)與IS和B兩者方向關(guān)系和VH是相同的，故無(wú)法消除，但在非大電流，非強(qiáng)磁場(chǎng)下，VH VE，因此VE可略而不計(jì)，所以霍爾電壓為THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀使用說(shuō)明書霍爾效應(yīng)發(fā)現(xiàn)于1879年，隨著電子技術(shù)的進(jìn)展，利用霍爾效應(yīng)制成的電子器件（霍爾元件），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻率響應(yīng)寬（高達(dá)10GHz）、壽命長(zhǎng)、可靠性高

21、等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于非電量電測(cè)、自動(dòng)化控制和信息處理等方面。霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)既結(jié)合教學(xué)內(nèi)容又富有實(shí)用性，是一個(gè)能深化課堂教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能以及啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維和應(yīng)用設(shè)想的典型實(shí)驗(yàn)。為此，熱忱向各院校推薦我企業(yè)生產(chǎn)的THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀。THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀可測(cè)定霍爾系數(shù)和載流子濃度，此外，結(jié)合電導(dǎo)率測(cè)量可確定試樣的載流子遷移率。THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀設(shè)計(jì)合理，性能穩(wěn)定，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全符合實(shí)驗(yàn)要求。此外，其測(cè)試單元還具有多用功能，如用于電阻溫度實(shí)驗(yàn)，也可單獨(dú)作為直流恒流源或直流數(shù)字毫伏表使用。一、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介THH型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀由實(shí)驗(yàn)儀和測(cè)試儀兩大部份組成。A實(shí)驗(yàn)儀（如圖（

22、1）所示）圖 （1） 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀示意圖1電磁鐵規(guī)格為3.00 KGS/A，磁鐵線包的引線有星標(biāo)者為頭（見(jiàn)實(shí)驗(yàn)儀上圖示），線包繞向?yàn)轫槙r(shí)針（操作者面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀）根據(jù)線包繞向及勵(lì)磁電流IM流向，可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，而B的大小與勵(lì)磁電流IM的關(guān)系由制造廠家給定并標(biāo)明在實(shí)驗(yàn)儀上。2樣品和樣品架樣品材料為N型半導(dǎo)體硅單晶片，根據(jù)空腳的位置不同，樣品分兩種形式，即圖（2）（a）和（b），樣品的幾何尺寸為：厚度 d0.5mm，寬度b4.0mm，A、C電極間距l(xiāng)3.0mm。 （a） （b）圖 （2） 樣品示意圖樣品共有三對(duì)電極，其中A、A´或C、C´用于測(cè)量霍爾電壓VH，A、C或A

23、´、C´用于測(cè)量電導(dǎo)；D、E為樣品工作電流電極。各電極與雙刀換接開(kāi)關(guān)的接線見(jiàn)實(shí)驗(yàn)儀上圖示說(shuō)明。樣品架具有X、Y調(diào)節(jié)功能及讀數(shù)裝置，樣品放置的方位（操作者面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀）如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖（2）所示。3IS和IM換向開(kāi)關(guān)及VH和V測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)。IS和IM換向開(kāi)關(guān)投向上方，則IS及IM均為正值，反之為負(fù)值；VH和V測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)投向上方測(cè)VH，投向下方測(cè)V。B、測(cè)試儀（如圖（3）所示）1“IS輸出”為010mA樣品工作電流源，“IM輸出”為01A勵(lì)磁電流源。圖 （3）測(cè)試儀面板圖兩組電流源彼此獨(dú)立，兩路輸出電流大小通過(guò)IS調(diào)節(jié)旋鈕及IM 調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，二者均連續(xù)可調(diào)。其值可通過(guò)“測(cè)量

24、選擇”按鍵由同一只數(shù)字電流表進(jìn)行測(cè)量，按鍵測(cè)IM，放鍵測(cè)IS。2直流數(shù)字電壓表VH和V通過(guò)功能切換開(kāi)關(guān)由同一只數(shù)字電壓表進(jìn)行測(cè)量。電壓表零位可通過(guò)調(diào)零電位器進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)顯示器的數(shù)字前出現(xiàn)“”號(hào)時(shí)，表示被測(cè)電壓極性為負(fù)值。二、技術(shù)指標(biāo)1勵(lì)磁電流源IM輸出電流：01A，連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)精度可達(dá)1mA。最大輸出負(fù)載電壓：25V。電流穩(wěn)定度：優(yōu)于103（交流輸入電壓變化±10）。電流溫度系數(shù)：103。負(fù)載穩(wěn)定度：優(yōu)于103（負(fù)載由額定值變?yōu)榱悖?。電流指示：位發(fā)光管數(shù)字顯示，精度不低于0.5。2樣品工作電流源IS輸出電流：010mA，連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)精度可達(dá)10A。最大輸出負(fù)載電壓：12V。電流穩(wěn)

25、定度：優(yōu)于103（交流輸入電壓變化±10）。電流溫度系數(shù)：103。負(fù)載穩(wěn)定度：優(yōu)于103（負(fù)載由額定值變?yōu)榱悖?。電流指示?位發(fā)光管數(shù)字顯示，精度不低于0.5。3直流數(shù)字毫伏表測(cè)量范圍±20mV；±200mV。 位發(fā)光管數(shù)字顯示，精度不低于0.5。注：IS和IM 兩組電流源也可用于需要直流恒流供電的其他場(chǎng)合，用戶只要將“VH、V”輸出短接，可按需要選取一組或兩組恒流源使用均可。三、使用說(shuō)明1測(cè)試儀的供電電源為 220V，50Hz，電源進(jìn)線為單相三線。2電源插座和電源開(kāi)關(guān)均安裝在機(jī)箱背面，保險(xiǎn)絲為0.5A，置于電源插座內(nèi)。3樣品各電極及線包引線與對(duì)應(yīng)的雙刀換接開(kāi)關(guān)之

26、間連線（已由廠家連接好）見(jiàn)實(shí)驗(yàn)儀上圖示說(shuō)明。4測(cè)試儀面板上的“IS輸出”、“ IM輸出”和“VH 、V輸入”三對(duì)接線柱應(yīng)分別與實(shí)驗(yàn)儀上的三對(duì)相應(yīng)的接線柱正確連接。5儀器開(kāi)機(jī)前應(yīng)將Is 、IM調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐降?，使其輸出電流趨于最小狀態(tài)，然后再開(kāi)機(jī)。6“VH 、V切換開(kāi)關(guān)”應(yīng)始終保持閉合狀態(tài)。7儀器接通電源后，預(yù)熱數(shù)分鐘即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。8“IS調(diào)節(jié)”和“IM調(diào)節(jié)”分別用來(lái)控制樣品工作電流和勵(lì)磁電流的大小，其電流隨旋鈕順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)而增加，細(xì)心操作，調(diào)節(jié)的精度分別可達(dá)10A和1mA。IS和IM讀數(shù)可通過(guò)“測(cè)量選擇”按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。按鍵測(cè)IM，放鍵測(cè)IS。9三個(gè)開(kāi)關(guān)，各用來(lái)控制或選擇勵(lì)磁電流、工作電流和霍爾電壓的方向。10關(guān)機(jī)前，應(yīng)將“I調(diào)節(jié)”和“IM調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐降?，使其輸出電流趨于零，此時(shí)指示器讀數(shù)為“000”，然后才可切斷電源。四儀器檢驗(yàn)步驟 1儀器出廠前，霍爾片已調(diào)至電磁鐵中心位置。霍爾片性脆易碎、電極甚細(xì)易斷，嚴(yán)防撞擊，或用手去觸摸，否則，即遭損壞！在需要調(diào)節(jié)霍爾片位