第三節霍爾效應原理及其應用實驗自動開關頂板自動窗轉動調節桿方位自動門自動加速自動點火液體系統液位檢測自動轉反射鏡計程器

汽車中的點火器、計程器、油箱液位控制、自動門、自動窗、反射鏡旋轉、自動開頂板等，幾乎有20-30個霍爾傳感器在工作。應用實例+-IsIs0+霍耳電壓++++++------BF霍耳效應Fev霍耳電壓霍爾靈敏度實驗原理實驗目的1.了解霍爾效應實驗原理以及有關霍爾器件對材料要求的知識；2.學習用“對稱測量法”消除副效應的影響。實驗原理——副效應+-IsIs0+霍耳電壓++++++------Vσ（1）厄廷豪森效應（溫差電效應）

1887年厄廷豪森發現，載流子的速度不完全一致,由橫向的溫差產生溫差電動勢。+-IsIsBVE其方向決定于Is和B的方向，與VH始終同向。實驗原理——副效應（2）能斯特效應（熱磁效應）

引線Is兩焊點接觸電阻不同，在Y軸方向產生熱擴散電流。在磁場作用下，產生類似于霍耳電壓的橫向電勢差VN。方向：只與B的方向有關。

+-IsIsBVN實驗原理——副效應（3）里紀-勒杜克效應（熱磁效應產生的溫差）

由于熱擴散電流的載流子的遷移率不同，產生附加電勢差。+-IsIsBVRL方向：只與B方向有關。實驗原理——副效應+-IsIs0+A′AV0方向：只與Is的方向有關。實驗原理——副效應（4）不等位效應（居首位）霍爾電壓VH的兩個焊點A和A′，不在等位面上。設計思想利用異號測量法/對稱測量法消除影響，（厄廷豪森副效應除外）。副效應的消除實驗內容

1、固定Is，調節IM分別通過Is、IM的換向，測量電壓

V1、…V4，計算出相應的霍爾電壓，并作出VH—IM

關系曲線（Is、IM

取值由具體實驗儀器選定）。

2、由圖求出該半導體器件的霍爾靈敏度KH。

注意：B與IM的關系見線圈上的參數。霍爾片磁場產生裝置霍爾片磁場產生裝置實驗儀器霍爾效應實驗儀霍爾效應測試儀儀器調節調零----Is=0、IM=0調零螺絲1.注意事項嚴禁勵磁電源“IM輸出”誤接到：工作電流“IS輸入”或“VH，Vσ輸入”處，否則一旦電，霍爾器件即遭損害；②電流IS、IM不能突變，開機前，關機前，V1、V2、V3、V4換向測量前，應先將“IM、IS輸出電流趨于最小狀態；

（三“前”，須先逆時針調IS、IM至最小）③實驗過程中，“VH，Vσ”切換開關（中間開關），應始終保持閉合VH狀態。霍爾效應及其應用

ⅠS=___mA

；B與IM的關系：IM/AU1/mvU2/mvU3/mvU4/mv（+Is，+B）（-Is，+B）（-Is，-B）（+Is，-B）0.30.40.50.60.70.8用牛頓環測量透鏡的曲率半徑

21222324252627282930X左/mmX右/mmDi/mm邁克耳遜干涉儀

體現?k的取值實驗報告！霍爾效應相關從能量的角度看，是熱能向電能的轉化。在金屬和半導體中存在電位差時產生電流，存在溫差時產生熱流。從電子論的觀點看，在金屬和半導體中，不論電流還是熱流都與電子的運動有關系，故電位差、溫度差、電流、熱流之間會存在交叉聯系，這就構成了熱電效應。

磁場中載流子的電荷與能量輸運相耦合的現象稱之為熱磁效應。熱能輸運依賴溫度梯度，電荷輸運依賴電位梯度（即電場），在一個系統中的載流子，當磁場、電場、溫度梯度場共存時，構造出何等局面呢？愛廷豪森效應、能斯特效應、里紀-勒杜克效應均屬熱磁效應。熱電效應熱磁效應總成績=平時實驗成績+最終考試的成績（各占一定例）

儀器登記本必需填寫。

儀器登記是實驗操作的憑證之一，沒有登記者，相應的扣除實驗操作成績。要求：一人一組（同一日期實驗，必需時間段要分開），每做一個實驗（換一套儀器），需登記一次。3.實驗日期，組別（可寫在學號的后面）等信息填寫完全。4.請假必須有請假條，無特殊情況不允許請假。如有請假需把實驗及實驗報告及時補上，否則不能參加最終考試。5.實驗完畢后，整理儀器等方可離開。

養成規范、嚴謹的良好習慣！實驗室注意事項這周及需補交的報告：下周一早上7：30—8：00間，務必交來。實驗報告1.實驗名稱2.實驗目的3.儀器設備（名稱、型號、規格、量程）4.預習思考題5.實驗原理（實驗內容相關）：簡明扼要，必要時需畫出示意圖，重要公式中物理量要加以詳細的文字描述。6.實驗步驟：（1）預習報告中操作步驟若與實驗實際不符，應重新寫出詳細、具體真實的實驗操作步驟。（2）設計性實驗，設計方案及思路必須按要求寫入實驗報告，并要有具體公式推導過程及結論（如邁克爾遜干涉儀實驗確定△K的取值）。（3）現象的描述:實驗過程中所有的實驗現象都要做好記錄描述于實驗報告中，并給予定性和定量的分析。7.數據處理（1）在數據處理時，應把每個實驗的數據重新整理后畫出表格，寫在實驗報告中。（2)按實驗要求，完成實驗內容。（如：求出霍爾器件靈敏度KH，

He-Ne激光的波長，平凸透鏡的曲率半徑R）。

（3）作圖：圖的名稱，橫縱坐標代表的物理量及其單位、（注意：因變量為縱坐標，自變量為橫坐標，且與原始數據一致、比例適當且作圖曲線要平滑。圖最好粘貼于實驗報中，以免丟失。8.思考題9.結果分