霍尔效应及其应用

第三节霍尔效应原理及其应用实验自动开关顶板自动窗转动调节杆方位自动门自动加速自动点火液体系统液位检测自动转反射镜计程器

汽车中的点火器、计程器、油箱液位控制、自动门、自动窗、反射镜旋转、自动开顶板等，几乎有20-30个霍尔传感器在工作。应用实例+-IsIs0+霍耳电压++++++------BF霍耳效应Fev霍耳电压霍尔灵敏度实验原理实验目的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”消除副效应的影响。实验原理——副效应+-IsIs0+霍耳电压++++++------Vσ（1）厄廷豪森效应（温差电效应）

1887年厄廷豪森发现，载流子的速度不完全一致,由横向的温差产生温差电动势。+-IsIsBVE其方向决定于Is和B的方向，与VH始终同向。实验原理——副效应（2）能斯特效应（热磁效应）

引线Is两焊点接触电阻不同，在Y轴方向产生热扩散电流。在磁场作用下，产生类似于霍耳电压的横向电势差VN。方向：只与B的方向有关。

+-IsIsBVN实验原理——副效应（3）里纪-勒杜克效应（热磁效应产生的温差）

由于热扩散电流的载流子的迁移率不同，产生附加电势差。+-IsIsBVRL方向：只与B方向有关。实验原理——副效应+-IsIs0+A′AV0方向：只与Is的方向有关。实验原理——副效应（4）不等位效应（居首位）霍尔电压VH的两个焊点A和A′，不在等位面上。设计思想利用异号测量法/对称测量法消除影响，（厄廷豪森副效应除外）。副效应的消除实验内容

1、固定Is，调节IM分别通过Is、IM的换向，测量电压

V1、…V4，计算出相应的霍尔电压，并作出VH—IM

关系曲线（Is、IM

取值由具体实验仪器选定）。

2、由图求出该半导体器件的霍尔灵敏度KH。

注意：B与IM的关系见线圈上的参数。霍尔片磁场产生装置霍尔片磁场产生装置实验仪器霍尔效应实验仪霍尔效应测试仪仪器调节调零----Is=0、IM=0调零螺丝1.注意事项严禁励磁电源“IM输出”误接到：工作电流“IS输入”或“VH，Vσ输入”处，否则一旦电，霍尔器件即遭损害；②电流IS、IM不能突变，开机前，关机前，V1、V2、V3、V4换向测量前，应先将“IM、IS输出电流趋于最小状态；

（三“前”，须先逆时针调IS、IM至最小）③实验过程中，“VH，Vσ”切换开关（中间开关），应始终保持闭合VH状态。霍尔效应及其应用

ⅠS=___mA

；B与IM的关系：IM/AU1/mvU2/mvU3/mvU4/mv（+Is，+B）（-Is，+B）（-Is，-B）（+Is，-B）0.30.40.50.60.70.8用牛顿环测量透镜的曲率半径

21222324252627282930X左/mmX右/mmDi/mm迈克耳逊干涉仪

体现∆k的取值实验报告！霍尔效应相关从能量的角度看，是热能向电能的转化。在金属和半导体中存在电位差时产生电流，存在温差时产生热流。从电子论的观点看，在金属和半导体中，不论电流还是热流都与电子的运动有关系，故电位差、温度差、电流、热流之间会存在交叉联系，这就构成了热电效应。

磁场中载流子的电荷与能量输运相耦合的现象称之为热磁效应。热能输运依赖温度梯度，电荷输运依赖电位梯度（即电场），在一个系统中的载流子，当磁场、电场、温度梯度场共存时，构造出何等局面呢？爱廷豪森效应、能斯特效应、里纪-勒杜克效应均属热磁效应。热电效应热磁效应总成绩=平时实验成绩+最终考试的成绩（各占一定例）

仪器登记本必需填写。

仪器登记是实验操作的凭证之一，没有登记者，相应的扣除实验操作成绩。要求：一人一组（同一日期实验，必需时间段要分开），每做一个实验（换一套仪器），需登记一次。3.实验日期，组别（可写在学号的后面）等信息填写完全。4.请假必须有请假条，无特殊情况不允许请假。如有请假需把实验及实验报告及时补上，否则不能参加最终考试。5.实验完毕后，整理仪器等方可离开。

养成规范、严谨的良好习惯！实验室注意事项这周及需补交的报告：下周一早上7：30—8：00间，务必交来。实验报告1.实验名称2.实验目的3.仪器设备（名称、型号、规格、量程）4.预习思考题5.实验原理（实验内容相关）：简明扼要，必要时需画出示意图，重要公式中物理量要加以详细的文字描述。6.实验步骤：（1）预习报告中操作步骤若与实验实际不符，应重新写出详细、具体真实的实验操作步骤。（2）设计性实验，设计方案及思路必须按要求写入实验报告，并要有具体公式推导过程及结论（如迈克尔逊干涉仪实验确定△K的取值）。（3）现象的描述:实验过程中所有的实验现象都要做好记录描述于实验报告中，并给予定性和定量的分析。7.数据处理（1）在数据处理时，应把每个实验的数据重新整理后画出表格，写在实验报告中。（2)按实验要求，完成实验内容。（如：求出霍尔器件灵敏度KH，

He-Ne激光的波长，平凸透镜的曲率半径R）。

（3）作图：图的名称，横纵坐标代表的物理量及其单位、（注意：因变量为纵坐标，自变量为横坐标，且与原始数据一致、比例适当且作图曲线要平滑。图最好粘贴于实验报中，以免丢失。8.思考题9.结果分