Hall.doc

1. Wstęp teoretyczny

Zjawisko Halla polega na pojawianiu się napięcia: (tzw.: napięcie Halla UH) w płytce półprzewodnika lub metalu, przez które płynie prąd elektryczny, umieszczonej w prostopadłym  do kierunku prądu polu magnetycznym.

Napięcie Halla pojawia się w kierunku prostopadłym zarówno do kierunku pola magnetycznego, jak i prądu.

gdzie:

RH – stałą Halla

B – indukcja magnetyczna

I – natężenie prądu elektrycznego

d – grubość płytki ( mierzona w kierunku równoległym do pola magnetycznego)

2. Opis ćwiczenia

       W doświadczeniu wykorzystano próbkę cienkowarstwowego hallotronu,  którą , na

specjalnym uchwycie , umieszczono pomiędzy biegunami elektromagnesu . Podstawka

uchwytu zawierała cztery zaciski elektryczne , dwa połączone z elektrodami  A1 i  A2 ( do

przepuszczania prądu przez próbkę ), a dwa kolejne z elektrodami  C1 i  C2  ( do pomiaru

napięcia Halla ) .

Układ pomiarowy

   - obwód do przepuszczania przez próbkę prądu sterującego Ix

   - obwód służący do  pomiaru napięcia Halla

  - obwód służący do wytworzenia pola magnetycznego między biegunami elektromagnesu gdzie znajduje się badana próbka

3.Obliczenia

Obliczam stała Halla R

d = 8*10-6m

a)

b)

Niepewność pomiarowa

a)

0,09

b)

0,10

Koncentrację nośników prądu wyznaczam z zależności:

e = 1,6*10-19 C

a)

0,21

b)

0,51

Niepewność wzorcowania wielkości I:  
 

Niepewność wzorcowania wielkości UH:  

Niepewność wzorcowania i eksperymentatora wielkości Im

        *Niepewność wzorcowania użytego przyrządu jest równa:  
        * Dokładność odczytu szacujemy na działki, zatem niepewność eksperymentatora wynosi :  

Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej Halla R oraz koncentracji n nośników prądu dla

dwóch różnych wartości prądu magnesującego IM. Wartości prądu magnesującego to 1,6[A]

oraz 3,0[A].

Stała Halla zależy od koncentracji, rodzaju i ruchliwości nośników ładunku.

Jeśli w przewodnictwie elektrycznym dominuje jeden rodzaj nośników (dziury lub elektrony), to jest ono odwrotnie proporcjonalne do ich koncentracji. Na podstawie znaku napięcia Halla można określić jaki rodzaj nośników dominuje w przewodnictwie.

Urządzenia półprzewodnikowe służące do pomiaru natężenia indukcji pola magnetycznego

oparte na zjawisku Halla nazywamy hallotronami.