1. Home
  2. Ćwiczenie 224
Ćwiczenie 224

Badanie zjawiska Halla

Informacje do doświadczenia

  • Numer stanowiska w pracowni: 224 (sala 217A).
  • Doświadczenie wykonać na podstawie opisu zawartego w skrypcie [2]. Zmiana przebiegu ćwiczenia w pkt. 2 i 4:
    Dla halotronu nr 1, o znanej czułości γ1, ustawić stałą wartość prądu IH1 w zakresie 60-70 mA.
    Dla badanego halotronu nr 2 ustawić stałą wartość prądu IH2 w zakresie 20-25 mA.
  • Film instruktażowy jest dostępny na stronie (www).
  • Podczas doświadczenia będą wykorzystywane dwa hallotrony. Oba są wykonane z półprzewodnika - antymonku indu (InSb). Hallotron wzorcowy (nr 1) został domieszkowany cyną (Sn), zaś drugi (badany, nr 2) nie jest domieszkowany. Oba hallotrony zostały umieszczone pomiędzy płytkami z pleksi między nabiegunnikami elektromagnesu.
  • Hallotron wzorcowy nr 1 ma czułość γ1 = (0,35 ± 0,01) V/AT.
  • Hallotron badany nr 2: szerokość a = (3,00 ± 0,05) mm, grubość b = (2,0 ± 0,2) μm, długość c = (1,00 ± 0,05) mm, opór R = (100 ± 2) Ω.

Przebieg doświadczenia

  1. Sprawdzić czy wszystkie połączenia w układzie pomiarowym są poprawne.
  2. Dla hallotronu o znanej czułości (nr 1) ustawić stałą wartość prądu IH1 w zakresie 60-70 mA.
  3. Zmieniać natężenie prądu przepływającego przez elektromagnes Iel w zakresie od 0 do 5 A, co 0,25 A. Dla każdej wartości natężenia dokonać pomiaru napięcia Halla UH1. Pomiary powtórzyć dla przeciwnego zwrotu pola magnetycznego.
  4. Dla badanego hallotronu (oznaczonego jako nr 2) nastawić stałą wartość prądu IH2 w przedziale 20-25 mA.
  5. Dla badanego hallotronu powtórzyć analogicznie czynności pomiarowe dla tych samych wartości natężenia prądu elektromagnesu.
  6. Zmieniając prąd sterujący IH2 w przedziale 0-15 mA zmierzyć napięcie Hala UH2 przy zachowaniu stałej wartości prądu elektromagnesu z zakresu 1,5-2,5 A.

Opracowanie wyników

  1. Za ostateczną wartość napięcia Halla UH1 przyjąć średnią arytmetyczną z dwóch bezwzględnych wartości otrzymanych dla danej wartości Iel i dwóch zwrotów pola magnetycznego.
  2. Wykorzystując wyniki uzyskane dla hallotronu wzorcowego wyznaczyć wartość indukcji magnetycznej B dla każdego prądu płynącego przez elektromagnes.
  3. Wykreślić zależność indukcji magnetycznej B od prądu płynącego przez elektromagnes Iel.
  4. Dla drugiego hallotronu wykreślić wykres zależności napięcia Halla UH2 od wartości indukcji magnetycznej B.
  5. Wyznaczyć współczynnik nachylenia prostej i jego niepewność.
  6. Obliczyć czułość hallotronu nr 2 (γ2). Znaleźć niepewność tej wielkości.
  7. Uwzględniając grubość b hallotronu, obliczyć stałą Halla RH2 oraz koncentrację nośników. Oblczyć niepewności tych wielkości.
  8. Wyznaczyć ruchliwość nośników prądu. Określić niepewność ruchliwości.
  9. Przedstawić ostateczne wyniki doświadczenia (odpowiednio zaokrąglone).
  10. Wykreślić zależność UH2 = ƒ(IH2). Przeanalizować ten wykres.
  11. Zapisać wnioski.