Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике»



Скачать 65.35 Kb.
Дата11.01.2013
Размер65.35 Kb.
ТипОтчет
Санкт – Петербургский

государственный электротехнический университет

кафедра физики.




Отчет




По лабораторной работе №8.2


«Исследование эффекта Холла

в собственном полупроводнике»


Выполнил:

Группа:

Факультет:




Санкт – Петербург 2001 г.

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.

Исследуемые закономерности. Эффект Холла заключается в том, что в металлической или полупроводниковой пластинке с током I, помещенной в магнитное поле, перпендикулярное вектору плотности тока j, между гранями пластины, парал­лельными направлениям тока и магнитного ноля, возникает разность потенциалов Ux (рис. 3.1, а, б)

Ux=q3-q2=RxBjd=RxBl/h (1)

где Rx — коэффициент (постоянная) Холла; В индукция магнитного поля, d и h — ширина и толщина пластины соот­ветственно.
Рис .3.1

Эффект Холла объясняется отклонением под действием силы Лоренца Fл носителей заряда Q, движущихся в магнит­ном поле со средней скоростью упорядоченного движения v,

Fл=QvB.

В результате на одной из граней оказывается избыток за­рядов, а на другой (противоположной) —их недостаток, и возникает поперечное электрическое поле E. Квазистацио­нарное распределение зарядов в поперечном направлении будет достигнуто, когда действие на заряды электрической силы Fе=QE уравновесит действие силы Лоренца, при этом

Е= vВ.


В электронных (или дырочных) полупроводниках или ме­таллах j=enov, где е — элементарный заряд; no—концен­трация основных носителей заряда (no=p для полупроводников р-типа и no=n для полупроводников n-типа; п и p — кон­центрации электронов и дырок соответственно), тогда

Ux=Ed=vВd=(j/eno)Bd

В результате, с учетом выражения (1), получаем

Rx=1/(eno)

В собственных полупроводниках концентрации электронов и дырок равны: n=p=ni, здесь пi собственная концентра­ция носителей заряда; ток складывается из электронной и дырочной составляющих:

j=e(nv-+pv+)=eni(-++)E=E,

где v+, v-, +, -— средние скорости упорядоченного движения и подвижности (=v) электронов и дырок соответственно; удельная электропроводность полупро­водника, равная

= eni(-++)=eni+(1+b) (2)

здесь b=-/+—отношение подвижностей электронов и дырок.
Тогда постоянная Холла для собственного полупроводника

Rx= (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 р-типу. Обычно в металлах и полупроводниках n-типа Rx<0 (рис. 3.1, a), а в полупроводниках р-типа Rх>0 (рис. 3,1, б). В собственном полупроводнике знак холловской разности потенциалов определяется знаком заряда носителей, имеющих большую подвижность. Обычно ->+, и в собст­венном полупроводнике Rх<0.

Измерив, кроме постоянной Холла Rх удельную электропроводность , можно найти (при известном значении b) под­вижности + и - носителей заряда. Выражения для + и - получаются из соотношении (2) и (3).

Методика эксперимента. В данной работе исследуется эф­фект Холла в собственном полупроводнике. Измерения прово­дят в постоянном магнитном ноле при постоянном токе в об­разце. Схема измерительной установки представлена на рис. 3.2,а, а расположение электродов на пластинке полупроводника (в датчике Холла) дано на рис. 3.2,б. Заданное зна­чение силы тока I в датчике Холла устанавливают потенцио­метром R2. Электроды 2 и 3, расположенные на боковой по­верхности датчика на расстоянии l друг от друга, служат для
измерения напряжения Ux=q3-q2, по величине которого определяют удельную электропроводность полупроводника

=.

Холловскую разность потенциалов Ux измеряют между электродами 1 и 2 датчика (положение «Ux» переключателя SА3). Поскольку измеряемое напряжение Ux может содер­жать добавочное паразитное напряжение, появляющееся при несимметричном расположении электродов 1 и 2, определение постоянной Холла в данной работе производят по наклону зависимости Ux(B), снимаемой при противоположных на­правлениях вектора индукции В магнитного поля. Изменение направления вектора В осуществляют изменением направле­ния тока Iэм в электромагните YА1 переключателем SA2. Силу тока Iэм регулируют потенциометром R1. Индукцию магнитного поля в зазоре электромагнита рассчитывают по формуле B=kIэм, где k—коэффициент пропорциональности, указанный на панели установки.

Похожие:

Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconМесто проведения исследования: кафедра
Явление эффекта Холла, его физическая сущность. Основные физические процессы, связанные с эффектом Холла. Эффект Холла в полупроводниках....
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconЛабораторная работа Исследование свойств полупроводников методом эффекта Холла Методические указания Пенза 2004
Абрамов В. Б., Аверин И. А., Карпанин О. В., Медведев С. П., Метальников А. М, Печерская Р. М. Исследование свойств полупроводников...
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconИсследование температурной зависимости проводимости полупроводников
В собственном полупроводнике свободные носители возникают только за счёт разрыва валентных связей, поэтому число дырок равно числу...
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе №4 исследование рупорных и линзовых антенн подпись Дата Ф. И. О

Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе № "Исследование уязвимостей при помощи сканера x-spider"

Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»
Ознакомиться с теоретическим введением и дополнительными материалами к лабораторной работе
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет По лабораторной работе №1. 2 «Исследование электростатического поля методом моделирования в проводящей среде»
Цель работы: исследование конфигурации электростатического поля; построение эквипотенциалей и линий напряженности для заданной формы...
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине
Цель: Ознакомление с измерительными приборами лаборатории. Изучение свойств полупроводниковых диодов
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе. Отчет по работе включает
Цель работы: изучить тип указатель; получить навыки в организации и обработке однонаправленных списков
Отчет По лабораторной работе №8. 2 «Исследование эффекта Холла в собственном полупроводнике» iconОтчет по лабораторной работе №9 " Исследование методов узкополосного согласования в волноводных трактах" Подпись Дата Ф. И. О
Изучение расчетных методов согласования, экспериментальное исследование частотных характеристик схем согласования с помощью автоматической...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org