霍尔效应4
霍尔效应的现象原理及应用
霍尔效应的现象原理及应用1. 霍尔效应的基本概念霍尔效应是指在垂直于载流方向的磁场中通过一块导电材料时，会在材料的一侧产生电势差的现象。
这个现象是由美国科学家爱德华·霍尔于1879年发现的。
霍尔效应是电子运动与磁场相互作用的结果，是电磁感应的一种形式。
2. 霍尔效应的原理霍尔效应的产生是由于载流电子受到垂直于流动方向的磁场力的影响。
当导电材料中有电流通过时，在垂直于电流方向的磁场作用下，自由电子受到洛伦兹力的作用，发生弯曲，并在材料中形成电流分布不均匀的情况。
由于电流的分布不均匀，导致在材料中的某个侧面产生电势差，即霍尔电势差。
这个电势差与导电材料的电导率、磁场强度以及电流的关系可以通过以下公式表示：$$V_H = R_H \\cdot I \\cdot B$$其中，V H为霍尔电势差，R H为霍尔系数，I为通过导体的电流，B为垂直于电流方向的磁场强度。
3. 霍尔效应的应用霍尔效应具有许多实际应用，以下列举几个常见的应用：3.1 磁场传感器霍尔效应被广泛应用于磁场传感器中。
利用霍尔效应，可以通过测量霍尔电势差来确定磁场强度。
磁场传感器常用于测量磁场的方向和大小，广泛应用于导航、磁条读取、车辆制动系统等领域。
3.2 电流传感器由于霍尔效应与电流大小有关，可以利用这一特性设计电流传感器。
电流传感器可以测量通过导线的电流大小，并将其转化为电压输出。
电流传感器在电力系统、电动车辆以及智能家居等领域起着重要的作用。
3.3 速度测量霍尔效应也可以用于测量物体的速度。
一种常见的应用是在计算机硬盘驱动器中，利用霍尔传感器来测量磁盘的旋转速度。
通过测量旋转磁场产生的霍尔电势差，可以确定磁盘的旋转速度。
3.4 开关霍尔效应也可以用于设计开关。
当磁场与霍尔传感器接触时，产生的电势差可以触发开关动作。
这种开关常用于电子设备中的接近传感器、磁性门锁等。
3.5 电流变送器霍尔效应可用于制造电流变送器，用于将测量电流转换为标准电信号输出。
实验四 霍尔效应
实验四 霍尔效应一.实验目的1. 认识霍尔效应，理解产生霍尔效应的机理。
2. 测绘霍尔元件的H S V I -、H M V I -曲线，了解霍尔电势差H V 与霍尔元件工作电流S I 、磁感应强度B 及励磁电流M I 之间的关系。
3. 学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统。
二.实验原理1．霍尔效应法测量磁场原理一块长方形金属薄片或者半导体薄片，若在某方向上通入电流I S ,在其垂直方向上加一磁场B ，则在垂直于电流和磁场的方向上将产生电位差V H ，这个现象称为霍尔效应。
V H 称为霍尔电压。
它们之间有如下关系：dB I R V S HH =上式中，R H 称为霍尔系数，d 是薄片的厚度。
霍尔电压的产生可以用洛仑兹力来解释。
如图4-1所示，半导体块的厚度为d 、宽度为b ，各种物理量的方向如图上所示，则自由电子以平均速度v 沿x 轴负方向作定向运动，所受洛仑兹力为 B ev F B ⨯=在此力的作用下自由电子向板的侧端面聚集，同时在另一个侧端面上出现同样的正电荷。
这样就形成了一个沿y 方向的横向电场，使自由电子同时也受到电场力F E 的作用，即：b eV eE F H E /==最后在平衡状态下，有：F B =F E ，即 evB=eV H /b ，化简得到：V H =vBb （1） 设块体内的载流子浓度n ，则电流I S 与载流子平均速v 的关系为：dbneI v S =（2）将上式代入（1）得：nedB I V S H =或者B I KV S HH = （3）其中，K H 为霍尔元件的灵敏度。
单位是V/(A ·T)。
2、 霍尔电压的V H 测量方法(实验中的副效应)在产生霍尔效应的同时，也伴随着各种副效应，所以实验测量的V H 不是真实的霍尔电压值。
因为测量霍尔电压的电极A 和A ΄的位置难以做到在一个理想的等势面上，如图4-2所示：因此，当有电流流过样品时，即使不加磁场也会产生附加电压O S V I R =,其中R 为A 和A ΄的两个等势面之间的电阻，V O 的符号只与电流的方向有关，与磁场的方向无关。
霍尔效应实验报告优秀4篇
霍尔效应实验报告优秀4篇实验四霍尔效应篇一实验原理1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。
然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。
理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。
取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。
在未加驱动电压的情况下，来自光源的'自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。
这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。
在施加足够电压情况下(一般为1～2伏)，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。
于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构。
从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。
这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。
由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。
霍尔效应名词解释
霍尔效应名词解释霍尔效应是指当电流通过具有磁场的导体时，会产生一种横向的电势差现象。
简单来说，当导体中有电流流过时，如果该导体置于垂直于电流方向的磁场中，就会产生一种横向的电势差。
这种电势差称为霍尔电势，而产生这种电势差的现象即为霍尔效应。
霍尔效应最早由美国物理学家霍尔于1879年发现并进行了详细的研究。
霍尔效应的基本原理可以用以下几个方面来解释：1. 磁场的作用：当导体置于垂直于电流方向的磁场中时，磁场会施加洛仑兹力于电荷载流子上。
这个力的作用方向与载流子的运动方向和磁场垂直，从而改变了载流子的运动轨迹。
2. 载流子的积累：电子在导体中由负电荷承载，当电流流过时，由于洛仑兹力的作用，电子会在导体的一侧积累，而另一侧则缺少电子。
3. 电势差的产生：由于积累的电子数量差异，导致了导体两侧电势差的产生。
电势差的大小与电流强度、磁场强度以及导体的几何形状有关。
4. 霍尔电势：产生的电势差被称为霍尔电势。
霍尔电势的大小与导体的电荷密度、电流密度、磁场强度以及导体的尺寸有关。
霍尔效应在实际应用中有着广泛的应用，如磁性材料的测量、电流传感器、磁场传感器等。
通过测量霍尔电势，可以得到电荷载流子的信息，从而实现对电流、磁场等参数的测量。
同时，霍尔效应还被用于分析材料的性质，如测量材料的电导率以及电子密度等。
总结来说，霍尔效应是指在导体中有电流流过且置于垂直于电流方向的磁场中时，会产生横向的电势差现象。
霍尔效应的产生可以解释为磁场对载流子的作用，导致载流子在导体内积累，从而产生电势差。
霍尔效应在实际应用中有着广泛的应用，如用于电流传感器、磁场传感器等。
霍尔效应实验的教程和技巧
霍尔效应实验的教程和技巧霍尔效应是物理学中的一个重要实验现象，通过该实验可以研究材料的导电性能与磁场的关系。
本文将为您介绍霍尔效应实验的教程和技巧，帮助您更好地理解和进行相关实验。
实验介绍：霍尔效应是指当通过金属或半导体材料的电流受到垂直于电流方向的磁场作用时，材料中会产生一种电势差，称为霍尔电势差。
霍尔效应广泛应用于传感器、发电机等领域，在电子技术和材料科学等领域中具有重要的应用价值。
实验原理：在霍尔效应实验中，我们将通过一个金属或半导体试样传入电流，使之通过试样产生电场。
接着，我们在试样的侧面放置一个磁场，磁场的方向垂直于电流方向。
由于洛伦兹力的作用，电荷在试样中产生偏转，并聚集在试样的一侧。
这个聚集的电荷产生的电势差就是霍尔电势差，可由霍尔电压计测量。
实验步骤：1. 准备实验材料：一块金属或半导体的试样、霍尔电压计、电流源和恒定磁场装置。
2. 连接实验电路：将电流源与试样连接，通过试样产生电流。
将霍尔电压计与试样相连，用于测量霍尔电势差。
将恒定磁场装置放置在试样的侧面，使磁场方向垂直于电流方向。
3. 调整实验参数：调节电流源的电流强度，选择合适的电流值。
调整磁场装置，使磁场强度适宜。
4. 测量数据：打开电流源和霍尔电压计，记录电流值和霍尔电势差的数值。
可以通过改变电流和磁场强度，记录多个数据点。
5. 数据处理：根据实验数据绘制图表，分析电流和霍尔电势差的关系。
可以计算出材料的霍尔系数和载流子浓度等信息。
实验技巧：1. 实验环境要稳定：在进行霍尔效应实验时，尽量避免强磁场和电磁干扰，确保实验环境稳定。
2. 选取合适的试样和电流：根据实验需要选择合适材料的试样，同时合理选择电流强度，避免过大或过小的电流产生不合理的测量结果。
3. 减小测量误差：在测量时，要注意防止接线不良、仪器漂移等问题，进行多次测量并取平均值，以减小实验误差。
4. 数据处理方法：可以通过拟合实验数据，得到材料的电荷载流子浓度和霍尔系数等物理参数，提高实验结果的准确性。
实验四 霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、电导率和迁移
实验四霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、电导率和迁移一、实验目的1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元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，测量并绘制试样的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。
二、实验原理置于磁场中的半导体，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，这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。
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。
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。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
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。
在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。
了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。
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。
对于图（1）（a）所示的N型半导体试样，若在X方向的电极D、E上通以电流Is，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力：（1）其中e为载流子（电子）电量，为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B为磁感应强度。
（a）（b）图(1) 样品示意图无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg的方向均沿Y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在Y方向即试样A、A´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A、A´两侧产生一个电位差VH，形成相应的附加电场E—霍尔电场，相应的电压VH称为霍尔电压，电极A、A´称为霍尔电极。
霍尔效应的原理应用
霍尔效应的原理应用霍尔效应是指在电流通过导体时，在垂直于电流和磁场方向的轴上，会产生一种称为霍尔电压的电势差现象，这种现象是由霍尔效应器件中的霍尔电阻引起的。
霍尔电阻是一种特殊的半导体材料，其通常是在p型材料中加入一个n型材料形成的p-n结。
在霍尔电阻中，通过材料的电流产生了一个垂直于电流方向和磁场方向的电势差，这个电势差被称为霍尔电压。
霍尔效应在实际应用中有很多重要的用途。
以下是几个主要的应用：1.电流测量：由于霍尔电压与通过导体的电流成正比，可以利用霍尔效应来测量电流。
通过将一个霍尔电阻与电流源相连，当电流通过霍尔电阻时，可以测量到霍尔电压，并通过霍尔电压来计算电流的大小。
2.速度测量：霍尔效应也可以用来测量物体的速度。
当一个导体通过磁场移动时，霍尔电压的大小与导体的速度成正比。
因此，可以将一个霍尔电阻安装在移动物体上，通过测量霍尔电压来计算物体的速度。
3.位置传感器：霍尔效应还可以用来制造位置传感器。
在一个固定的磁场中，当一个导体通过磁场移动时，霍尔电压的大小与导体的位置成正比。
因此，可以使用霍尔电阻来测量导体的位置。
4.磁场测量：霍尔效应也可以用来测量磁场的强度和方向。
当一个霍尔电阻放置在磁场中时，磁场的强度和方向会影响到霍尔电压的大小和极性。
通过测量霍尔电压，可以计算出磁场的强度和方向。
5.开关应用：由于霍尔效应对磁场非常敏感，因此可以将霍尔电阻作为磁敏感开关来使用。
当磁场的强度达到一定的阈值时，霍尔电压会发生变化，可以利用这个特性来触发开关。
综上所述，霍尔效应在电流测量、速度测量、位置传感器、磁场测量和开关应用中都有重要的用途。
这些应用广泛应用于电子设备、汽车工业、仪器仪表和自动化控制系统等领域，为我们的生活和工作提供了便利和精确度。
霍尔效应实验原理
霍尔效应实验原理霍尔效应是指当一定电流通过穿过导体的狭缝时，垂直于电流方向的磁场会在导体内部产生一个电势差，这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应不仅可以用于磁场的测量，而且在电子技术中也有广泛的应用。
本文将介绍霍尔效应的实验原理以及相关的实验装置和步骤。
实验原理：根据霍尔效应原理，当穿过导体的电流和磁场垂直时，会在材料两侧产生电势差。
这个电势差被称为霍尔电压，可以用以下公式表示：VH = B × I × RH其中，VH为霍尔电压，B为磁感应强度，I为电流强度，RH为霍尔系数。
实验装置：进行霍尔效应实验需要以下实验装置：1. 磁铁：用于产生稳定的磁场。
2. 霍尔元件：用来测量霍尔电压。
3. 电源：提供恒定的电流。
4. 万用表：用于测量电压和电流值。
实验步骤：1. 准备实验装置并搭建电路。
将霍尔元件放置在实验台上，将磁铁放置在霍尔元件的两侧，以确保磁场垂直于电流方向。
连接电源和万用表，保证电路的闭合。
2. 调节电源的电流值。
根据实验的需求，调节电流值，并确保电流强度恒定。
3. 测量霍尔电压。
使用万用表测量两侧的电压差，即霍尔电压。
注意测量时的仪器误差。
4. 调节磁场强度。
通过调节磁铁的位置和方向，改变磁场的强度，并记录对应的霍尔电压值。
5. 记录实验数据。
根据测量结果，绘制电流和霍尔电压的曲线图，并计算出霍尔系数。
实验注意事项：1. 保持实验环境稳定。
避免外部因素对实验结果的影响，如温度和湿度的变化。
2. 确保电流稳定。
在实验过程中，要确保电流的恒定，以减小误差。
3. 多次实验取平均值。
由于实验中可能存在误差，多次进行实验，并取平均值，以提高实验结果的准确性。
4. 检查仪器精度。
在进行实验前，要确认所使用的仪器的精度符合实验要求。
总结：霍尔效应实验能够直观地展示电流和磁场之间的相互作用，通过测量霍尔电压可以确定磁场的强度。
在实际应用中，霍尔效应被广泛应用于磁场测量、电流传感器、磁传感器等领域。
简述霍尔效应原理
简述霍尔效应原理
摘要：
一、霍尔效应的发现
二、霍尔效应的原理
三、霍尔效应的应用
四、霍尔效应在现代科技中的作用
正文：
霍尔效应是现代物理学中非常重要的现象之一，它的发现可以追溯到19世纪。
1879年，美国物理学家爱德华·霍尔在进行电流实验时，发现电流通过金属导体时会产生一个垂直于电流方向的磁场。
这一现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的原理可以用以下几个步骤来解释。
首先，当电流通过金属导体时，导体内的自由电子受到磁场的作用，产生一个横向的力。
这个力使得电子在导体内部发生移动，从而形成一个电场。
这个电场与原始磁场相互作用，最终导致磁场的分布发生变化。
这种磁场分布的变化就是我们所说的霍尔效应。
霍尔效应在实际应用中具有广泛的应用价值。
例如，在半导体工业中，霍尔效应被用于精确测量材料的导电性能和载流子浓度。
此外，霍尔效应传感器也被广泛应用于汽车、电子、工业控制等领域，用于检测磁场变化，从而实现自动控制和监测。
随着科技的发展，霍尔效应在现代科技中的作用越来越重要。
例如，在磁悬浮列车系统中，霍尔效应被用于检测轨道上的磁场变化，以确保列车的稳定运行。
此外，霍尔效应还被应用于磁随机存储器、磁传感器、磁头读写器等设
备中。
总之，霍尔效应是一个具有重要科学价值的现象，它在现代科技领域具有广泛的应用。
霍尔效应
霍尔效应霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机制时发现的。
当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。
霍尔效应应使用左手定则判断。
发现霍尔效应[1]在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。
当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。
虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。
根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。
解释在半导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集，在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场，电场强度与洛伦兹力产生平衡之后，不再聚集，此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力，使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移，这个现象称为霍尔效应。
而产生的内建电压称为霍尔电压。
方便起见，假设导体为一个长方体，长度分别为a、b、d，磁场垂直ab平面。
电流经过ad，电流I = nqv(ad)，n 为电荷密度。
设霍尔电压为VH，导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a。
设磁场强度为B洛伦兹力F=qE+qvB/c(Gauss 单位制)电荷在横向受力为零时不再发生横向偏转，结果电流在磁场作用下在器件的两个侧面出现了稳定的异号电荷堆积从而形成横向霍尔电场由实验可测出E= UH/W 定义霍尔电阻为RH= UH/I =EW/jW= E/jj = q n vRH=-vB/c /(qn v)=- B/(qnc)UH=RH I= -B I /(q n c)本质固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。
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实 验 报 告00系 2007级 姓名 宁盛嵩 日期 2008-10-27 台号 8号台实验题目: 通过霍尔效应测量磁场实验目的: 1、通过用霍尔元件测量磁场，判断霍尔元件载流子类型，计算载流子的浓度和迁移速度；2、了解霍尔效应测试中的各种副效应及学习用“对称测量法”消除副效应影响的方法。
实验原理:霍尔效应装置如图2.3.1-1和图2.3.1-2所示。
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B 的方向沿z 轴方向)，当沿y 方向的电极A 、A ’上施加电流I 时，薄片内定向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力FB 的作用，quB F B (1)无论载流子是负电荷还是正电荷，B F 的方向均沿着x 方向，在磁力的作用下，载流子发生偏移，产生电荷积累，从而在薄片B 、B ’两侧产生一个电位差'BB V ,形成一个电场E 。
电场使载流子又受到一个与B F 方向相反的电场力E F ，bV qqE F BB B '== (2)其中b 为薄片宽度，E F 随着电荷累积而增大，当达到稳定状态时E F ＝B F ，即bV qquB BB '= (3) 这时在B 、B ’两侧建立的电场称为霍尔电场，相应的电压称为霍尔电压，电极B 、B ’称为霍尔电极。
另一方面，设载流子浓度为n,薄片厚度为d,则电流强度I 与u 的关系为：bdnqu I = 或 bdnqIu = (4)由(3)和(4)可得到dIBnq V BB 1'=(5) 令nqR 1= , 则 IB dV R BB '= (6)R 称为霍尔系数，它体现了材料的霍尔效应大小。
根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。
在本实验中，B 为已知量，M aI B =，其中a 为线圈的已知系数，则公式化为m H a I s IdV R =霍尔效应实验中的副效应在实际应用中，伴随霍尔效应经常存在其他效应。
例如实际中载流子迁移速率u 服从统计分布规律，速度小的载流子受到的洛伦兹力小于霍尔电场作用力，向霍尔电场作用力方向偏转，速度大的载流子受到磁场作用力大于霍尔电场作用力，向洛伦兹力方向偏转。
这样使得一侧告诉载流子较多，相当于温度较高，而另一侧低速载流子较多，相当于温度较低。
这种横向温差就是温差电动势VE，这种现象称为爱延豪森效应。
这种效应建立需要一定时间，如果采用直流电测量时会因此而给霍尔电压测量带来误差，如果采用交流电，则由于交流变化快使得爱延豪森效应来不及建立，可以减小测量误差。
此外，在使用霍尔元件时还存在不等位电动势引起的误差，这是因为霍尔电极B、B’不可能绝对对称焊在霍尔片两侧产生的。
由于目前生产工艺水平较高，不等位电动势很小，故一般可以忽略，也可以用一个电位器加以平衡(图2.3.1-1中电位器R1)。
我们可以通过改变IS和磁场B的方向消除大多数副效应。
具体说在规定电流和磁场正反方向后，分别测量下列四组不同方向的IS 和B组合的VBB’,即然后利用得到霍尔电压平均值，这样虽然不能消除所有的付效应，但其引入的误差不大，可以忽略不计。
实验仪器:QS-H霍尔效应组合仪，小磁针，测试仪等。
霍尔效应组合仪包括电磁铁，霍尔样品和样品架，换向开关和接线柱，如下图示。
测试仪由励磁恒流源I M ，样品工作恒流源I S ，数字电流表，数字毫伏表等组成，仪器面板如下图：实验步骤:1.将测试仪上I M 输出，I S 输出和V H 输入三对接线柱分别与实验台上对应接线柱连接。
特别注意I M 输出与I S 输出的接线柱一定不能接错！测试仪开机、关机前将I S , I M 旋钮逆时针转到底，防止输出电流过大。
打开测试仪电源开关，预热数分钟后开始实验。
2.保持M I 不变，取A I M 45.0=，S I 取1.00,1.50……,4.50mA(每隔0.5mA) ,B与I 的组合有四种，故V H 有四组数据。
据此测绘H V -S I 曲线，计算H R 。
3.保持S I 不变，取mA I S 50.4=，M I 取0.05,0.15……,0.45A(每隔0.05A), B与I 的组合有四种，故有V H 四组数据.据此测绘H V -M I 曲线，计算H R 。
4.在零磁场下，取I S =0.10mA ，测V B ’C (即V δ)。
5.确定样品导电类型，并求R 、.,,μσn 。
6、实验完成，收拾仪器，整理桌面，将I S , I M 旋钮逆时针转到底。
数据处理:1.（1）步骤1的原始数据： 保持AI M 45.0=不变,霍尔片的参数a=6400GS/A,GS A A GS B 288045.0/6400=⨯=其中平均值计算公式为：H V =44321H H H H V V V V +++，在本实验中，B 为已知量，M aI B =，其中a 为前述的线圈的已知系数，则公式霍尔系数的计算公式化为： MH H a I s I dV R =表1 实验步骤1的原始数据（2）由以上的数据，用Origin 作出H V -S I 曲线（H V 取平均值HV ）如下图所示：H V -S I 曲线:图表 1 实验步骤1所得H V -S I 曲线（3）结论：从图可以看出H V -S I 曲线为一条直线。
由Origin 给出的斜率大小为：k=A V I V SH/4519.4=，标准差为：A V U /00877..0'=，所以材料的霍尔系数为：1333118*********.710728819.7...1028801050.04519.4----⋅⨯=⋅⨯=⨯⨯⨯===C cm V GS A cm V B d k B I d V R S H H不确定度为：13138115.1000877.028801050.0'---⋅=⨯⨯⨯==C cm C cm U B d U ∴霍尔系数的最终实验结果为：13310)015.0729.7(-⋅⨯±=C cm R H （4）结果分析：图像为一条直线，故H V 与S I 为线性关系，这与与从理论的公式MH H aIsI dV R =看到的是一样的。
由Origin 给出的相关系数为1，说明数据的线性关系非常好。
这样实验就验证了H V 与S I 的线性关系并测出了霍尔系数R H 并且误差比较小。
2. （1）步骤2的原始数据：保持mAI S 50.4=不变，其中平均值计算公式为：H V =44321H H H H V V V V +++表2 实验步骤2的原始数据（2）由以上数据，用Origin 作出H V -S I 曲线（H V 取平均值HV ）如下图所示：H V -M I 曲线:图表 2 实验步骤2所得H V -M I 曲线（3）从图可以同样看出H V -S I 曲线为一条直线。
由Origin 给出的斜率大小为：k=A mV I V MH/74048.44= 标准差为：A mV U /30839.0'=所以材料的霍尔系数为：1331131183311076744444.71076744444.7...101074048.441050.464001050.0.--------⋅⨯=⋅⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===C cm GS A cm V GS A cm V k aI d I V aI d R s M H S H不确定度为：13138331.50.101030839.01050.464001050.0'-----=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==C cm C cm U aI d U S ∴霍尔系数的最终实验结果为：13310)05.077.7(-⋅⨯±=Ccm R H（4）结果分析：图像为一条直线，故H V 与M I 为线性关系，这与与从理论的公式MH H aIsI d V R =看到的是一样的。
由Origin 给出的相关系数为0.99986，说明数据的线性关系比较好。
这样实验就验证了H V 与M I 的线性关系并从另一个关系中测出了霍尔系数R H 并且误差比较小。
（5）两个结果的对比：从H V -S I 数据的到的霍尔系数为：13310)015.0729.7(-⋅⨯±=C cm R H ，从H V -M I 数据得到的霍尔系数为：13310)05.077.7(-⋅⨯±=C cm R H ，两者的差别不大，产生差别的原因在于第一个中M I 是不变的第二个是S I 不变，导致各种负效应的对结果的影响的大小不同。
3.当mA I I S M 10.0,0==时,+ I S:mV V 72.91=σ, -I S :mV V 72.92-=σ故V σ=221σσV V +=9.72mV 。
可以判断载流子的类型为电子型（具体见后面），所以q=1.6C 1910-⨯。
由于不确定度的计算意义不大，故计算载流子浓度、材料的导电率、载流子迁移率时均不做不确定度的计算。
∴载流子浓度为：31431931004.8106.11077.711---⨯=⨯⨯⨯==cm cm q R n H 电阻为：R=Ω=Ω⨯⨯=--20.971010.01072.933S I V σ,材料的导电率为：11113333343.15..105.0100.41072.9100.31010.0---------Ω⋅=Ω⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==m m bd V L I S σσ 载流子迁移率为：112112312.0..43.151077.7-----⋅⋅=⨯⨯===V s m V s m R nq H σσμ4. 判断霍尔元件类型取如下的图做说明（我不知道咋画的，就借用别人的一个来辅助一下，我的判断图示在原始数据记录纸上）：我的实验中磁场方向与之相同，电流方向与图示的相反，电压的接线的正负与图中的相同，但读数是负的，故由左手定则可判断为电子导电课后思考题：1.若磁场不恰好与霍尔元件片底法线一致，对测量结果有何影响，如何用实验方法判断B 与元件法线是否一致？答：若不一致则B B θcos '=，带入公式IBd V R BB '=，使得测得的R 偏大。
判断方法是看当电流正负反向时，1'BB V 和2'BB V 绝对值是否大致相等，如果在不同I 值下均有|1'BB V |>|2'BB V |，或|1'BB V |<|2'BB V |，则应该是B 与元件法线不一致。
实验心得：（1）这个实验操作不复杂，比上次好多了，原理不算简单，但数据的处理就比上次复杂一点点，因为数据相当多。
除了公式，输入的文字的量也不少。
（2）思考题看似简单，希望我的回答是正确的。
（3）做这些得认真对待。