Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Отчет по лабораторной работе №8Кафедра Физики
«ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В СОБСТВЕННОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ»
Отчет по лабораторной работе №8
Студент группы 2211 Захаров Д. В. Преподаватель Осипов Ю. В.
Санкт-Петербург 2003 год ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В СОБСТВЕННОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ Цель работы: изучение действия магнитного поля на движущиеся заряды при исследовании эффекта Холла; определение постоянной Холла, концентрации, подвижностей и средних скоростей упорядоченного движения носителей заряда в собственном полупроводнике.
Приборы и принадлежности: измерительная установка с электромагнитом и датчиком Холла.
Общие сведения: Эффект Холла заключается в том, что в металлической или полупроводниковой пластинке с током I, помещенной в магнитное поле, перпендикулярное вектору плотности тока , между гранями пластины, параллельными направлениям тока и магнитного поля, возникает разность потенциалов (1) где — коэффициент (постоянная) Холла; В — индукция магнитного поля; d и h — ширина и толщина пластины соответственно. Эффект Холла объясняется отклонением под действием силы Лоренца носителей заряда Q, движущихся в магнитном поле со средней скоростью упорядоченного движения В результате на одной из граней оказывается избыток зарядов, а на другой (противоположной) — их недостаток, и возникает поперечное электрическое поле . Квазистационарнос распределение зарядов в поперечном направления будет достигнуто, когда действие на заряды электрической силы уравновесит действие силы Лоренца, приэтом В электронных (или дырочных) полупроводниках или металлах , где —элементарный заряд; — концентрация основных носителей заряда ( для полупроводников p-типа и для полупроводников n-типа; n и p — концентрации электронов и дырок соответственно), тогда В результате, с учетом выражения (1), получаем В собственных полупроводниках концентрации электронов и дырок равны: , здесь , — собственная концентрация носителей заряда; ток складывается из электронной и дырочной составляющих: где — средние скорости упорядоченного движения и подвижности электронов и дырок соответственно; - удельная электропроводность полупроводника, равная (2) здесь — отношение подвижностей электронов и дырок. Тогда постоянная Холла для собственного полупроводника (3) Таким образом, определив постоянную Холла, можно найти концентрацию носителей заряда, а по знаку постоянной Холла — судить о принадлежности полупроводника к n-типу или к p-типу. Обычно в металлах и полупроводниках n-типа , а в полупроводниках p-типа . В собственном полупроводнике знак холловской разности потенциалов определяется знаком заряда носителей, имеющих большую подвижность. Обычно , и в собственном полупроводнике . Измерив, кроме постоянной Холла , удельную электропроводность , можно найти (при известном значении b) подвижности - носителей заряда. Выражения для получаются из соотношении (2) и (3). Методика эксперимента: в данной работе исследуется эффект Холла в собственном полупроводнике. Измерения проводят в постоянном магнитном поле при постоянном токе в образце. Схема измерительной установки представлена на рис. 3.2, , а расположение электродов на пластинке полупроводника (в датчике Холла) дано на рис. 3.2, . Заданное значение силы тока и в датчике Холла устанавливают потенциометром . Электроды 2 и 3, расположенные на боковой поверхности датчика на расстоянии друг от друга, служат для измерения напряжения , по величине которого определяют удельную электропроводность полупроводника .
Рис. 3.2. Холловскую разность потенциалов измеряют между электродами 1 и 2 датчика (положение «» переключателя SA3). Поскольку измеряемое напряжение может содержать добавочное паразитное напряжение, появляющееся при несимметричном расположении электродов 1 и 2, определение постоянной Холла в данной работе производят по наклону зависимости , снимаемой при противоположных правлениях вектора индукции B магнитного поля. Изменение направления вектора B осуществляют изменением направления тока в электромагните YA1 переключателем SA2. Силу тока регулируют потенциометром R1. Индукцию магнитного поля в зазоре электромагнита рассчитывают по формуле , где — коэффициент пропорциональности, указанный на панели установки.
|