ĆWICZENIE 57 HALLOTRON Hallotron to bardzo cienka warstwa

ĆWICZENIE 57
HALLOTRON
Hallotron to bardzo cienka warstwa półprzewodnika lub metalu z dwoma kontaktami
prądowymi i dwoma napięciowymi. Działanie halotronu opiera się na efekcie Halla, który polega
na pojawieniu się napięcia nazywanego napięciem Halla wtedy, gdy przez halotron umieszczony w
polu magnetycznym płynie prąd elektryczny. Jeżeli kierunek prądu I jest prostopadły do kierunku
pola magnetycznego o indukcji B to napięcie Halla UH pojawia się w kierunku prostopadłym do
kierunku prądu i do kierunku pola i wynosi:
UH = γ IB
gdzie: γ = 1/(end) jest czułością hallotronu, e - ładunek nośników prądu, d – grubość hallotronu, n –
koncentracja nośników prądu.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie czułości hallotronu i koncentracji nośników prądu w halotronie.
Zadania pomiarowe:
1. Zmontować obwód łącząc szeregowo zasilacz, miliamperomierz i hallotron.
2. Podłączyć woltomierz cyfrowy do pomiaru UH .
3. Zasilić hallotron prądem o natężeniu 5 mA.
4. Ustawić magnesy pod kątem a wskazanym przez prowadzącego.
5. Zmierzyć napięcie Halla dla natężeń prądów od – 15 mA do +15 mA co około 1 mA.
Opracowanie wyników pomiarów:
1. Obliczyć wartość składowej wektora indukcji magnetycznej prostopadłej do hallotronu wg
wzoru:
B = Bocos(a)
2. Narysować zależności y(x) gdzie x = IB i y = UH, punkty pomiarowe aproksymować linią
prostą i obliczyć γ oraz u(γ) stosując regresję liniową metodą najmniejszych kwadratów.
3. Dodatkowo obliczyć czułość hallotronu dla każdej pary danych I, UH .wg wzoru:
γ = UH / IB
a następnie wartość średnią γśr i jej odchylenie standardowe u(γśr) metodą typu A.
4. Obliczyć koncentrację nośników prądu w hallotronie :
n = 1/(eγd)
5. Obliczyć niepewność koncentracji:
u(n) = u(γ)/(eγ2d)
Ćwiczenie 57
Nazwisko i Imię …........................................................................................ data …..........................
B = …........... mT
d = 2 μm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
I
UH
I
UH
I
UH
γ = …...................
u(γ) = …....................
γśr = …...................
u(γśr) = …....................
n = …...................
u( n) = …....................
Wnioski ….............................................................................................................................................
…............................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Wykresy na papierze milimetrowym i obliczenia w załączeniu.