新品霍尔效应实验仪的升点原理
霍尔效应测试仪，是用于测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等重要参》数，而这些参数是了解半导体材料电学性必须预卐掌控的，因此是理解和研究半导体器件和半导体材料电学性必备的工具。
升点
1、精密度电流源
输出》电流之度可达2nA，如此微小之电流可用于半缘材料之量测，即电阻值材料之量测。
2、精密度电表
使用精度电表，电压量测能力可达nV等，上限可达300V，适合用于量测低电阻值材料。
3、外型精简、操作简单
外型轻巧、美观大方，磁铁组之性更换也很灵活容易，之液氮容器设计，可确保低温◇量测之稳定性佳。
4、I-V曲线
采◢用图表的方式，测量探针四点(A、B、C、D)间电流-电压曲线，藉此评判样品的欧姆接⌒ 触好坏。
5、单纯好用之操作画面
使用者只需在同张操作画面中，就可以成所有的设定，实︼验结果由软件自动计算得到，并在同张画面中显示出来，省却画面切换的☆麻烦，结果可同时得到体载流子浓度(Bulk Carrier Concentration)、表面载流子浓度(Sheet Carrier Concentration)、迁移率(Mobility)、电阻率(Resistivity)、霍尔系数(Hall Coefficient)、等重要实验数据。
6、自行开发之■弹簧样品夹具，殊设计之弹簧探针，其强度加强可卐改善探针与接触点之电气接触，提量测之可靠度。
目的与要求
1. 了解霍尔效应测量磁场的原理和方法;
2. 观察磁电效应现象;
3. 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法
原理
1.霍尔效应
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所产生的。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〗致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而◥形成附加的横向电场。如图5.1-1所示的半导体试样，若在方向通以电流，在方向(垂直纸↘面向外)加磁场，则在方向即试样、电两侧就开★始积累异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏♂移的。当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等⊙时，样品两侧电荷的积累就达到平衡。故有
(5.1-1)
其中为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度。在此，载流子电量为电子电量。
设试样的宽为，厚为，载流子浓度为，则:
(5.1-2)
由5.1-1、5.1-2两式可得:
(5.1-3)
即霍尔电压(、电之间▲的电压)与乘积成正比，与试样厚度①成反比。比例系数称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强▂弱的重要参数，只要测出(伏)，以及知道(安)、(斯拉)，可按下式计算出(伏/安培·斯拉):
(5.1-4)
根据可步确定以ㄨ下参数:
(1)由的符号(或霍尔电压的正负)判别半导体样品的导电类型→;
判别的方法是按图5.1-1所示的和的方向▃，若测得的<0(即点A`的电位低于点A的电位)则为负，样品属型，反之♀则为型∑。
(2)由求载流子浓度，即;
(3)结合电导率▓的测量，求载流子的迁移率。
迁移率表示♂单位电场下载流子的平均漂移速度，它是反映半导体中载流子导电能力的重要参数。电导率与载流子浓度以及迁移率之间有如下关系:
(5.1-5)
测出值即可求Ψ。
在实验中测出，、两电『间电压。已知、间长为，样品截面积，工作电流←为○，由欧姆定律，得()。其中为电子电↘量库仑。
2.各种附◥效应及其消除
以上讨论的霍尔电压是在理想情况下产生的，实际上，在产生霍⊙尔效应的同时，还伴随着各种附效应，所以实验测到的并不等于真实的霍尔电压值，而是包含着各种附效ξ 应所引起的附加电压。如图5.1-2所示的不等势电压降，这是由于测量霍尔电压的电和的位置很难做到在个理想的等势面【上，因此当㊣有电流通过时，既使不加♀磁场也会产生附加的电压。但附加电压的符号只与电流的方向有关，与磁场的方向无关，因此，对此附加电压可通过改变的方向予以消除。
除此而外还存在由热电效应和热磁效应所引起的各种附效应，不过，这些附效应基本上都与和的方向有关，均可通过对称测量法，即改变和的方向¤加以消除。即在规定了电流和磁场的正、负方向后，分别测量由下列四组不同方向□的和组合的，即:
然后求、、和的代数平均值
(5.1-6)
通过上述的测¤量方法，基本上可以消除附效应，这可由←曲线来验证。
3.仪器简介:
本实验仪器由两部分组成:测试仪和实验仪。
(1) 实验仪介绍
实验仪由两部分组成(见图5.1-3、图5.1-5)
①样品架及电磁铁
磁体线包绕向为顺时针(操作者面对实验仪)。根据线包绕向及励磁电流的方ξ 向，可确定磁感应强度的方向，而的大小与的关系由∮线包上所标决定。般HB>3.00斯/安培或斯拉/安培。
样品为半导体■硅单晶片，固定在样品架端(不可用手去触摸)。其几何尺寸如图5.1-4:厚度:，宽度，AC电间距。
样品共有三对电，其中、或、用于测量霍尔电压;、或、用于测量电导;、为样品工作电流电。
样品架有、方向调节功能◣及读数装置，可调节样品在磁场中的位置。
②三个ㄨ双刀开关
、为、IM换向开关;为VH、测量选择开关。IS、IM、VH、与、、的连线见图5.1-3。
(2) 测试仪●介绍:
测试仪面板如图5.1-5所示。测试仪由两︻部分组成:
①两组恒流源
"输出"为样品(霍尔元件)工作电流源。"输出"为励磁电流源。两组电源彼此立，其输出大小分别由调节旋钮及调节旋钮调节，其值通过"测量选择"按键由同只数ω 字电流表行观测。"测量选择"键按下为，弹起为。接至霍尔效应实☆验仪中换向开关，接至霍尔效应实验仪中换向开关(切不可接错)。
②直流〇数字电压表
VH为通过A、A`电测得的样品霍尔电压。为通过A、C电测得的样品电压，用以计算样品电导率。VH、通过测试仪上切换开关由同数字电压表行观测。当VH、输入为零时(输入线短※接)，由调◣零旋钮对电压表行零位调节。当显示器的数字前出现"-"号时，表示被测电压性为负值。实验时将霍尔效应实验仪中→开关接至测试仪中的VH、输入端。
内容〓及步骤
1. 仪器调整
(1)按图连接、检查线路，并调节样品支架，使霍尔片位于磁场中▂间;
(2)逆时针将、调节旋钮旋至小;
(3)分别将↑输出、输出接至实验仪中、换向开关;
(4)用导线将、输入短接，通过调零旋钮将、显示调零
(5)选择、向上关闭为、的正方向。
2. 测量内容
(1)测绘曲线:保持不变，按要求】调节，分别测出不同下的四个值，将数据记录在表▓格中;
(2)测绘曲线:保持不变，测出不同下四个值;
(3)测VAC:取，在零磁场▲下()测，则VAC=10;
(4)确定样品导电类型:选、为正向，根据所测得的的符号,判断样品的导电类型
数据处理
1.磁感应强度(斯拉)
H标在线包上。作曲线，由曲」线求出，带入，计算出霍尔系数;
2.计算载流子√浓度n
(m-3)， 其中e为电子电量 库仑;
3. 绘制曲线
在坐标纸上绘出曲线;
4. 计算电导率(安/伏米)，及迁移率(米2/伏秒)。
【设计内容】
1.根据霍尔效应，测量磁感应强度↘原理，利用提供的仪器测试所给模型测量面上的维(上下方向)磁分布。
测量要求:描绘磁◥场分布(B-X曲线)研究∑ 所记录的磁与数字信号,(设计表格,在坐标纸上作曲线,写出实验步↙骤)表示出模拟量与数字信号的对应关系。
2.测量电磁铁间隙及其周围的磁场分布。
测量要求:考虑█如何采点，将测量结果分别●用表格和曲线表示。
本公司主营 不锈钢采水器，罐底焊缝♀真空检测盒，读数仪，八空气微生物采样器，继电器综合测试仪，双波长扫描仪，涂︼层测厚仪，土壤粉碎①机，钢化玻璃表面平整度△测试仪，声音传感器，便◥携式电测水位计，网口流量计，腐蚀率仪，便∮携式划痕仪，凝固点测试仪，水质检测仪，在线氨气测试仪，涂层测厚仪，涂层测厚仪，土壤粉碎机，数显式温度计，气体采样∮泵，陶瓷抗冲击试验机，全自动结︽晶点测试仪，药物凝固点测试仪，干簧管测试仪，恒温╳水浴箱，汽油根转，气体采样泵，钢化玻璃测试仪，水质检测仪，PM2.5测试仪，可吸入颗粒物检测仪，频热合机，应变控制三轴仪，牛奶体细胞检测仪，氦气浓◣度检测仪，土壤水分电导率测试仪，场强仪，采集箱，透色比测◥定仪，毛细吸水时间测定仪，氧化还原电◥位计 测振仪，氧化碳二氧化碳检测仪，CO2分析仪，示波谱仪，黏泥含量测试仪，汽车启动电源，自动电位滴定仪，便携式测温仪，氧∴化锆分析仪，干簧管测试仪，精密电导率仪，TOC水质分析仪，微电脑可塑性测定仪▅，风向站，全自动点样仪，土壤氧∩化还原电位计，数字测温仪，便携式总磷测试仪，腐蚀率仪，恒温水浴箱，余氯检测仪，自由膨胀率仪，离心杯，混凝土饱和蒸汽压装置，颗■粒强度测试仪，斯计，自动涂膜机，安全阀研磨工具√，气象站，动觉方位仪，暗适应仪，气味◣采集器，雨量计，四合气体分析仪，乳化』液浓度计，溶解氧仪，温度测量仪，薄层铺板Ψ 器，温度记录仪，老化仪，噪音检测仪，恒温恒湿箱，分体电阻率※测试仪，初粘性和持粘性测试仪，红外二氧化碳分析仪，氢灯，动觉方位仪，恒温动物手术台，冷却风机，油脂酸价检测仪，粘数∑测定仪，菌落计数器，气象站，雨量计，凯氏定氮仪，荧光增白剂，平磨仪，燃料电池性综合试验仪，溶解仪，在线PH计，现场动平衡仪，真空阀门，声波液位变送器，阿贝折射仪，水质快速检测器，污泥比卐组测定装置，扫描仪，氮吹仪，个人剂量报警仪，公司秉承“顾客至上，锐意取”的经『营理念，坚持“客户”的原则为广大客户提供优质的服务。欢迎惠顾!
