磁阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)精品課件

1、磁阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)第1頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五概述 磁阻概念：材料的電阻會(huì)因外加磁場(chǎng)而增加或減少，電阻的變化量稱為磁阻(Magnetoresistan-ce)。物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。 磁阻效應(yīng)是1857年由英國(guó)物理學(xué)家威廉湯姆森發(fā)現(xiàn)的。它在金屬中可以忽略，在半導(dǎo)體中則可能由小到中等。從一般磁阻開(kāi)始，磁阻發(fā)展經(jīng)歷了巨磁阻（GMR）、龐磁阻（CMR）、穿隧磁阻（TMR）、直沖磁阻（BMR）和異常磁阻（EMR）。 磁阻應(yīng)用：目前，磁阻效應(yīng)廣泛用于磁傳感、磁力計(jì)、電子羅盤(pán)、位置和角度傳感器、車(chē)輛探測(cè)、GPS導(dǎo)航、儀器儀表、磁存儲(chǔ)(磁卡、硬盤(pán))等領(lǐng)域。

2、第2頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五 磁阻器件的特點(diǎn)：靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)。在眾多的磁阻器件中，銻化銦（InSb）傳感器最為典型，它是一種價(jià)格低廉、靈敏度高的磁阻器件，在生產(chǎn)生活應(yīng)用廣泛。 磁阻分類：若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)垂直，稱為橫向磁阻效應(yīng)；若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)平行，稱為縱向磁阻效應(yīng)。一般情況下，縱向磁感強(qiáng)度不引起載流子偏移，因此一般不考慮縱向磁阻效應(yīng)。第3頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解磁阻現(xiàn)象與霍爾效應(yīng)的關(guān)系和區(qū)別；（2） 測(cè)量銻化銦傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系；（3）作出銻化銦傳感器的電阻變化與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系

3、曲線.實(shí)驗(yàn)儀器：磁阻效應(yīng)試驗(yàn)儀第4頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)原理 如圖1所示，當(dāng)導(dǎo)電體處于磁場(chǎng)中時(shí)（電流方向與磁場(chǎng)方向垂直），導(dǎo)電體內(nèi)的載流子將在洛侖茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩端產(chǎn)生積聚電荷并產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)。第5頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五 如果霍爾電場(chǎng)作用和某一速度的載流子的洛侖茲力作用剛好抵消，則小于此速度的電子將沿霍爾電場(chǎng)作用的方向偏轉(zhuǎn)，而大于此速度的電電子則沿相反方向偏轉(zhuǎn)，因而沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)量將減少，即沿電場(chǎng)方向的電流密度減小，電阻增大，也就是由于磁場(chǎng)的存在，增加了電阻，此現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。如果將圖1中a，b短

4、路，磁阻效應(yīng)更明顯。第6頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五 通常以電阻率的相對(duì)改變量來(lái)表示磁阻的大小，即用/(0)表示。其中(0)為零磁場(chǎng)時(shí)的電阻率， (B)為在磁場(chǎng)強(qiáng)度為B時(shí)的電阻率，則=(B) (0) 。由于磁阻傳感器電阻的相對(duì)變化率R/R(0) 正比于/(0) ，這里R=R(B)R(0) ， R(0) 、R(B)分別為磁場(chǎng)強(qiáng)度為0和B下磁阻傳感器的電阻阻值。因此也可以用磁阻傳感器電阻的相對(duì)改變量R/R(0)來(lái)表示磁阻效應(yīng)的大小。第7頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)證明 一般情況下外加磁場(chǎng)較弱時(shí)，電阻相對(duì)變化率R/R(0)正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度

5、B的二次方；隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的加強(qiáng)，R/R(0)與磁場(chǎng)強(qiáng)度B呈線性函數(shù)關(guān)系；當(dāng)外加磁場(chǎng)超過(guò)特定值時(shí)，R/R(0)與磁場(chǎng)強(qiáng)度B的響應(yīng)會(huì)趨于飽和。第8頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)儀器介紹 第9頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 測(cè)定勵(lì)磁電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系2 測(cè)量電磁鐵氣隙電磁場(chǎng)沿水平方向的分布3 測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁阻變化的關(guān)系第10頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)36分，星期五關(guān)于不等位電壓 使霍爾傳感器在電磁鐵氣隙最外邊，離氣隙中心約20mm. 書(shū)本P149 不等勢(shì)電壓U0， U0的正負(fù)與電流IS 的方向有關(guān)，與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)，因此可以通過(guò)改變IS的方向予以消除。我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)中不用改變IS，只要改變IM，也能將這個(gè)U0消除。 UH1=x+U0 UH2=y+U0 VH=(UH1