霍尔效应实验数据及曲线

大学物理实验报告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的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。

【实验名称】霍尔效应【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM 曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力FB=e v B（1）则在Y方向即试样A、A'电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。

电场的指向取决于试样的导电类型。

对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P 型试样则沿Y方向，有：Is(X)、B(Z)EH(Y) <0(N型)EH(Y) >0(P型)显然，该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eE H与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eEH=evB（2）其中EH为霍尔电场，v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n，则Is=nevbd（3）由（2）、（3）两式可得VH=EHb=1ISBne d=RISBH d（4）即霍尔电压VH（A、A'电极之间的电压）与IsB乘积成正比与试样厚度成反比。

比例系数RH=1ne称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，R H=V H d IsB⨯1081、由R H 的符号(或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型判断的方法是按图一所示的Is 和B 的方向，若测得的V H = V AA’触f <0，(即点A 的电位低于点A ′的电位)则R H 为负，样品属N 型，反之则为P 型。

霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例1．霍尔元件的不等位电势差测定（1）表一：霍尔元件不等位电势差与工作电流数据表（0MI =）（2）在坐标纸上作出不等位电势差与工作电流的关系曲线。

V /m VI s /mA图1：不等位电势差与工作电流的关系曲线2．励磁电流一定，霍尔元件灵敏度测定（仪器公差取数字仪表显示数据末位的5倍，如霍尔工作电流示值误差：0.05S I m mA ∆=；霍尔电压示值误差：0.05H V m mV ∆=；励磁电流示值误差：0.005M I m A ∆=）⑴ 霍尔电压与霍尔电流关系测试数据表：表二： 霍尔电压与霍尔电流关系数据表格（HS V I -）,500M I mA =⑵ 利用逐差法计算霍尔元件灵敏度及其不确定度（0.683p =）。

H HH S S V V KI B I B∆==∆⋅ a ）利用逐差法计算H V ∆的平均值及不确定度估算（该部分逐差法计算可用数据处理软件的逐差法进行计算）7182931041151261.750.26 1.49, 2.010.50 1.51,2.260.76 1.50, 2.51 1.00 1.51,2.76 1.26 1.50, 3.01 1.50 1.51H H H H H H H H H H H H V V mV V V mV V V mV V V mV V V mV V V mV-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= 1.50H V mV ∆=某次测量的标准偏差：0.0082H V S mV ∆=，平均值的标准偏差：0.0033HV S mV ∆=肖维涅系数6 1.73n c c ==， 1.730.00820.014186H n V c S mV ∆*=*= 根据肖维涅准则（坏值条件：*i HH H n V V V c S ∆∆-∆>）检验无坏值出现。

H V ∆不确定度估算：1.110.00330.0037HA vp V u t S mV ∆==⨯=, （0.683p =）0.029B pu k mV ∆=== （0.683p =） 0.029H V u mV ∆===0.0290.01931.50H H V V Hu E V ∆∆===∆ b ）S I ∆的不确定度估算（该部分计算也可用数据处理软件的逐差法进行计算）1.50S I mA ∆=0.029S pu k mA I ∆=== （0.683p =） 0.0290.01931.50S S I I Su E I ===∆ （0.683p =） c ）磁感应强度B 及其不确定度的计算螺线管参数：线圈匝数N=1800匝，有效长度2L ＝181mm ，等效半径R ＝21mm18002181N n L mm== ()()01/21/2222201/21/2222201/222721/22232222410/18000.50020.02100.09056.08710M M Mu nI x L x L B R x L R x L u N I L L L R L R L u N I R L N A AmTπ--⎛⎫+- ⎪=- ⎪⎡⎤⎡⎤ ⎪+++-⎣⎦⎣⎦⎝⎭⎛⎫- ⎪=- ⎪⨯⎡⎤⎡⎤++⎣⎦⎣⎦⎝⎭=⎡⎤⨯+⎣⎦⨯⨯⨯=⎡⎤⨯+⎣⎦=⨯0.0029M I pu k A ∆=== （0.683p =） 0.00290.00580.500M M I B I Mu E E I ==== （0.683p =）d ）霍尔元件灵敏度的计算31.50164/1.50 6.08710H H H S S V V mVK mV mA T mA TI B I B -∆====⋅⨯⨯∆100%100% 2.7%H K E ===0.0271645/H H K K H u E K mV mA T =⨯=⨯=⋅所以霍尔元件的灵敏度为：()1645/H K mV mA T =±⋅,(0.683p =) 2.7%H K E =3．霍尔工作电流一定，励磁电流与霍尔电压关系测试⑴ 表三：霍尔电压与励磁电流关系测试数据表格(H M V I -)，3s I mA =⑵ 用坐标纸绘制H M V I -关系曲线.0100200300400500123V H /m VI M /mA图2：H M V I -关系曲线（H M V I -关系曲线，横坐标每格10mA ，纵坐标每格0.1mV ）⑶ 用图解法确定霍尔元件的灵敏度及不确定度（0.683p =）。

霍尔效应的实验报告数据处理摘要：本实验使用霍尔效应仪测量了铜片在不同磁场强度下的霍尔电压，并结合了铜片尺寸，磁场大小的相关数据，分析计算出铜片的电阻率与载流子浓度。

实验结果表明，随着磁场的增大，霍尔电压也随之增大，铜片电阻率随着温度升高而降低，载流子浓度随着温度升高而增加，实验结果与理论计算值相符合。

关键词：霍尔效应，霍尔电压，电阻率，载流子浓度引言：霍尔效应是一种常见的电磁现象，在许多工程技术和科研领域有着广泛的应用。

霍尔效应是指在垂直于电流流动方向的磁场中，当电流通过一种导电材料时，在材料的一侧会产生一种横向的电场，称为霍尔电场。

这种现象被称为霍尔效应，且霍尔电场的大小与磁场强度，材料的形状和电导率有关。

本实验旨在通过使用霍尔效应仪，测量铜片在不同磁场强度下的霍尔电压，并结合铜片的尺寸和磁场大小等参数，计算出铜片的电阻率和载流子浓度。

通过实验结果的比较和分析，可以加深对霍尔效应的理解，并验证霍尔效应的相关理论。

实验部分：1. 实验仪器本实验使用的主要仪器是霍尔效应仪，包括霍尔电压计和外磁场控制器。

还需要一个铜片样品和一个恒流源。

2. 实验步骤(1) 将铜片固定在霍尔效应仪中心的样品夹具上，并连接外部电源。

(2) 调节外磁场控制器，控制外磁场强度在0到1.5 T之间变化，记录各个磁场强度下铜片的霍尔电压值。

(3) 固定外磁场强度，在不同电流强度下测量铜片的电阻，并计算出电阻率。

(4) 通过公式计算铜片的载流子浓度。

3. 实验数据处理(1) 数据记录通过调节外磁场控制器，在0到1.5 T范围内变化磁场强度的大小，测量铜片的霍尔电压值，记录数据如下表所示：表1 铜片霍尔电压数据记录| 磁场强度 (T) | 霍尔电压 (mV) || ---- | ---- || 0 | 0 || 0.1 | 0.03 || 0.2 | 0.06 || 0.3 | 0.1 || 0.4 | 0.13 || 0.5 | 0.16 || 0.6 | 0.19 || 0.7 | 0.22 || 0.8 | 0.24 || 0.9 | 0.27 || 1.0 | 0.3 || 1.1 | 0.32 || 1.2 | 0.35 || 1.3 | 0.38 || 1.4 | 0.41 || 1.5 | 0.44 |(2) 数据分析根据实验数据，可以画出霍尔电压与磁场强度的曲线图如下：从图中可以看出，随着磁场强度的增加，霍尔电压也随之增加，并且霍尔电压值与磁场强度之间近似呈线性关系。

霍尔效应实验报告引言：霍尔效应是指当电流通过垂直于电流方向的导电体时，会产生横向电势差（Hall voltage）。

通过研究霍尔效应，可以了解材料的电性质，并在磁传感器、霍尔元件等领域得到应用。

本实验旨在通过测量霍尔效应的相关参数，深入了解其原理和特性。

实验材料与仪器：1. 霍尔片：选用精确的霍尔片，并保证其表面电阻低于10 Ω；2. 磁铁：用于产生磁场，保证其磁场均匀且稳定；3. 恒流源：用于提供稳定的电流；4. 毫伏表：用于测量霍尔电压；5. 恒温槽：用于控制实验环境温度。

实验原理：当电流通过霍尔片时，由于霍尔片内产生的洛伦兹力，电子受力方向与电流方向成正交关系，从而形成电子在导电体中的漂移运动。

此过程中，电子受力方向受磁场和电荷载流方向的共同作用。

当磁场、电流和电子漂移方向垂直时，会在导体一侧产生电势差，即霍尔电压。

实验步骤：1. 将霍尔片固定在实验台上，并将磁铁与霍尔片垂直放置；2. 连接恒流源，并设置电流大小；3. 通过毫伏表测量霍尔电压，并记录；4. 重复步骤2和3，改变电流大小，记录相应的霍尔电压；5. 在实验过程中，保持实验环境温度恒定，使用恒温槽进行控制。

实验数据及结果：按照上述步骤进行实验，依次记录不同电流值下的霍尔电压。

随后，根据实验数据绘制电流与霍尔电压之间的关系曲线图，并进行数据分析。

分析与讨论：通过实验数据的分析，我们可以得到以下几个结论：1. 霍尔电压与电流存在线性关系，电流越大，霍尔电压也越大；2. 霍尔电压与磁场的关系是非线性的，且磁场强度越大，霍尔电压也越大；3. 霍尔电压与温度存在一定的关系，随着温度的升高，霍尔电压会变化。

以上结论验证了霍尔效应的基本原理。

当电流通过霍尔片时，受到磁场的作用，电子受到洛伦兹力的驱动，从而产生横向电势差。

而电势差的大小与电流、磁场以及温度等因素有关。

实验误差分析：在实验过程中，由于外界环境的干扰以及仪器的精度等原因，会产生一定的误差。

霍尔效应实验一、实验目的1．霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2．测绘霍尔元件的VH —Is，VH—I M曲线，了解霍尔电势差V H与霍尔元件工作电流Is，磁场应强度B及励磁电流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．学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二、实验仪器霍尔效应实验仪和测试仪三、实验原理运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起偏转，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（霍尔电场），这就是霍尔效应的本质。

由于产生霍尔效应的同时，伴随多种副效应，以致实测的霍尔电场间电压不等于真实的VH值，因此必需设法消除。

根据副效应产生的机理，采用电流和磁场换向的对称测量法基本上能把副效应的影响从测量结果中消除。

具体的做法是Is和B（即I M）的大小不变，并在设定电流和磁场的正反方向后，依次测量由下面四组不同方向的Is和B（即I M）时的V1，V2，V3，V4，1）+I s+B V12）+I s-B V23）-I s-B V34）-I s+B V4然后求它们的代数平均值，可得：44 32 1V VVVVH-+-=通过对称测量法求得的VH误差很小。

四、实验步骤1.测量霍尔电压VH与工作电流Is的关系1）先将Is，I M都调零，调节中间的霍尔电压表，使其显示为0mV。

2）将霍尔元件移至线圈中心，调节IM =0.45A，按表中所示进行调节，测量当I M正(反)向时, I S正向和反向时的V H值填入表1，做出V H-I S曲线。

表1 VH-IS 关系测量表 IM =0.45A调节控制电流I S（mA）0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5I S 正向B正向V H（mV）-1.76 -3.52 -5.26 -7.02 -8.75 -10.50 -12.27 -14.01 -15.75 B反向 1.82 3.66 5.46 7.30 9.09 10.91 12.74 14.54 16.35I S 反向B正向-1.82 -3.66 -5.46 -7.29 -9.08 -10.90 -12.74 -14.54 -16.35 B反向 1.75 3.52 5.26 7.03 8.75 10.50 12.27 14.01 15.75绝对值平均值V H（mV） 1.79 3.59 5.36 7.16 8.92 10.70 12.50 14.27 16.052．测量霍尔电压V H与励磁电流I M的关系1）先将Is调节至4.50mA。

霍尔效应实验报告霍尔效应实验报告1实验内容:1.保持不变，使Im从0.50到4.50变化测量VH.可以通过改变I和磁场B的方向消除负效应。

在规定电流和磁场正反方向后，分别测量以下四组不同方向的I和B组合的VH,即+B，+IVH=V1—B，+VH=-V2—B，—IVH=V3+B，-IVH=-V4VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.501.601.003.201.504.792.006.902.507.983.009.553.5011.174.0012.734.5014.34画出线形拟合直线图：ParameterValueError------------------------------------------------------------A0.115560.13364B3.165330.0475------------------------------------------------------------RDNP------------------------------------------------------------0.999210.183959<0.00012.保持I=4.5mA,测量Im—Vh关系VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.0501.600.1003.200.1504.790.2006.900.2507.980.3009.550.35011.060.40012.690.45014.31ParameterValueError------------------------------------------------------------A0.133890.13855B31.50.49241------------------------------------------------------------RDNP------------------------------------------------------------0.999150.190719<0.0001根本满足线性要求。

霍尔效应与应用设计摘要：随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。

本文主要通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。

关键词：霍尔系数，电导率，载流子浓度。

一．引言【实验背景】置于磁场中的载流体，如果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，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，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达10GHz ）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。

【实验目的】1． 通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构；2． 学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术； 3． 学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。

4． 学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。

二、实验内容与数据处理【实验原理】一、霍尔效应原理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的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。

如图1所示。

当载流子所受的横电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有B e eE H v其中E H 称为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则图1. 霍尔效应原理示意图，a ）为N 型（电子） b ）为P 型（孔穴）f ef m v -e E H A /ABCI SVmA+eE Hf e f mvI Sbd ne tlbde n t q I S v =∆∆=∆∆=dB I R d BI ne b E V S H S H H =⋅=⋅=1比例系数R H =1/ne 称为霍尔系数。

一、名称：霍尔效应的应用二、目的：1 •霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2•测绘霍尔元件的V H— Is，V H—I M曲线，了解霍尔电势差V H与霍尔元件工作电流Is，磁场应强度B及励磁电流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 •学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

三、器材：1、实验仪：7 ----------------------------------------- V" --------------------------------------------接测试仪接测试仪试坯输出(1)电磁铁。

(2)样品和样品架。

(3)Is和I M换向开关及V H、V。

切换开关。

2、测试仪:(1) 两组恒流源。

(2) 直流数字电压表。

四、原理：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E H。

如图15-1所示的半导体试样，若在X方向通以电流I s，在Z方向加磁场B，贝恠丫方向即试样A-A/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。

对图所示的N型试样，霍尔电场逆丫方向，（b）的P 型试样则沿丫方向。

即有E H（Y）C O二（N型）E H（丫）0 = （P型）显然，霍尔电场E H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eE H 与洛仑兹力evB相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故eE H= evB （1）其中E H为霍尔电场，V是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n，则I S= nevbd （2）由（1）、（2）两式可得：V H二E H b二丄丄西=R H⑶ne d d即霍尔电压V H（A、A”电极之间的电压）与I s B乘积成正比与试样厚度d成反比。

霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量一、实验目的1.了解半导体中霍尔效应的产生原理，霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除。

2.掌握常温情况下测量霍尔系数的方法。

3.判断样品的导电类型，计算霍尔系数、载流子浓度、电导率、霍尔迁移率。

4.用霍尔元件测量铁电磁铁气隙中磁感应强度B沿X方向的分布曲线及电磁铁的励磁曲线。

二、实验原理1.霍尔效应和霍尔系数图1霍尔效应示意图如图1所示，在半导体的x方向有均匀的电流I x通过，同时在z方向上加有磁场B z，那么在这块半导体的y方向会出现一个横向电势差U H，这种现象叫做“霍尔效应”，U H称为“霍尔电压”，对应的y轴的电场称为“霍尔电场”。

半导体的长、宽、高分别为L、a、b，p（n）型半导体的载流子为空穴（电子），在沿x方向电场的作用下，以平均漂移速度v x运动，形成电流I x，由于在z轴方向有磁场B z，载流子受到洛伦兹力的作用F q v B⋅⨯=()P型半导体中空穴带正电，由右手定则可知：受到的洛伦兹力沿着y轴负向，那么空穴向着y轴负向运动，在y轴方向形成沿着y轴正向的电场—霍尔电场，当该电场对空穴的作用力qE y与洛伦兹力F达到平衡时，空穴不再沿着y轴偏离，达到稳态，只有沿着x方向的电流。

同理，n型半导体中电子带负电，电子的速度方向为x轴负向，电荷为-q，那么根据右手定则可知：受到的洛伦兹力沿着y轴负向，那么电子向着y轴负向运动，在y 轴方向形成沿着y 轴负向的电场—霍尔电场，当该电场对电子的作用力qE y 与洛伦兹力F 达到平衡时，电子不再沿着y 轴偏离，达到稳态，只有沿着x 方向的电流。

因此，在给定电流方向以及外加磁场方向时，根据霍尔电场的方向便可以判断半导体是n 型还是p 型。

下面推导霍尔系数的表达式。

在稳态下，载流子受到的电场力与洛伦兹力达到平衡，即为Hx z H U qv B E q q a==，H H x z E R J B =（其中R H 即为霍尔系数） 而根据半导体中电流公式：x x x I nqv S nqv ab ==可知：H H x zU bR I B =（3/m C ） （1） 2. 霍尔效应中的副效应及消除办法在霍尔系数的测量中，会伴随一些热磁副效应、电极不对称等因素引起的附加电压叠加在霍尔电压上，主要有爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪—勒杜克效应、电极位置不对称、温度梯度存在等副效应。

霍尔效应的实验报告【篇一：霍尔效应实验报告】实验数据is 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4v1 -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 -13.27v2 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 13.58v3 -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 -13.54v4 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 13.28vh -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 -13.4175rh -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 -5823.57im 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【篇二：霍尔效应的应用实验报告】一、名称：霍尔效应的应用二、目的：1．霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2．测绘霍尔元件的vh—is，vh—im曲线，了解霍尔电势差vh与霍尔元件工作电流is，磁场应强度b及励磁电流im之间的关系。

霍尔效应实验报告(DOC)与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 fE的作用。

随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时， fL=- fE，则电子积累便达到动态平衡。

这时在 A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场 Eh，相应的电势差称为霍尔电压 Vh。

设电子按均一速度 V向图示的负方向运动，在磁场 B作用下，所受洛伦兹力为fL =- eV B式中e为电子电量，V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八式中Eh为霍尔电场强度， Vh为霍尔电压，I为霍尔元件宽度当达到动态平衡时， fL fE VB VH /l （1）设霍尔元件宽度为I，厚度为d,载流子浓度为n,则霍尔元件的控制（工作）电流为I s neVId （ 2）即霍尔电压V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，比由（1） , （2）两式可得Vh EhI1 lsB RhIsb(3)ne d d1例系数Rh 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率b =ne 的关系，还可以得到：TOC \o “1-5” \h \z Rh / （4）式中为材料的电阻率、□为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用 N型半导体材料。

当霍尔元件的材料和厚度确定时，设 Kh Rh /d 1/ned （5）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。

若需测量霍尔元件中载流子迁移率卩,则有V V LEi Vi将⑵式、（5）式、（7）式联立求得1 L IsKh （8）l Vi其中V为垂直于I S方向的霍尔元件两侧面之间的电势差，El为由V产生的电场强度，L、l分别为霍尔元件长度和宽度。

霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压、电流等物理量。

二、实验原理当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。

霍尔电压＄V_H$ 与通过导体的电流＄I$、磁感应强度＄B$ 以及导体在磁场中的厚度＄d$ 之间存在如下关系：＄V_H ＝ K\frac{IB}｛d}＄其中，＄K$ 为霍尔系数，它与导体的材料有关。

假设导体中的载流子为电子，其电荷量为＄e$，平均漂移速度为＄v$，导体的横截面积为＄S$，则电流＄I ＝ nevS$ （＄n$ 为电子浓度）。

当电子受到的洛伦兹力＄f_L ＝ e(v\times B)＄与电场力＄f_E ＝eE$ 平衡时，达到稳定状态，此时有：＄evB ＝ E$又因为电场强度＄E ＝＼frac{V_H}｛b}＄（＄b$ 为导体宽度），所以可得：＄V_H ＝＼frac{1}｛ne}＼frac{IB}｛d}＄三、实验仪器1、霍尔效应实验仪：包括霍尔元件、励磁线圈、直流电源、电压表、电流表等。

2、特斯拉计：用于测量磁感应强度。

四、实验步骤1、连接实验仪器，将霍尔元件放置在励磁线圈中间，确保其位置准确。

2、打开电源，调节励磁电流，使磁场达到一定强度。

3、调节工作电流，分别测量不同工作电流下的霍尔电压。

4、改变励磁电流的方向和大小，重复测量霍尔电压。

5、记录实验数据，包括工作电流、励磁电流、霍尔电压等。

五、实验数据记录与处理｜工作电流 I（mA）｜励磁电流 I M（A）｜霍尔电压 V H （mV）｜｜｜｜｜｜100|050|250|｜100|100|500|｜100|150|750|｜200|050|500|｜200|100|1000|｜200|150|1500|根据实验数据，以霍尔电压＄V_H$ 为纵坐标，工作电流＄I$ 和励磁电流＄I_M$ 的乘积＄I\times I_M$ 为横坐标，绘制曲线。