20144HLD-HL-IV型 霍尔效应实验仪(DOC) - 图文(3)

2019-08-31 13:58

(2)爱廷豪森效应

当元件X方向通以工作电流Is,Z方向加磁场B时,由于霍尔片内的载流子速度服从统计分布,有快有慢。在到达动态平衡时,在磁场的作用下慢速快速的载流子将在洛仑兹力和霍耳电场的共同作用下,沿y轴分别向相反的两侧偏转,这些载流子的动能将转化为热能,使两侧的温升不同,因而造成y方向上的两侧的温差(TA-TB)。因为霍尔电极和元件两者材料不同,电极和元件之间形成温差电偶,这一温差在A、B间产生温差电动势VE,VE∝IB。这一效应称爱廷豪森效应,VE的大小与正负符号与I、B的大小和方向有关,跟VH与I、B的关系相同,所以不能在测量中消除。

(3)伦斯脱效应

图2-5 正电子运动平均速度 图中V’V

由于控制电流的两个电极与霍尔元件的接触电阻不同,控制电流在两电极处将产生不同的焦耳热,引起两电极间的温差电动势,此电动势又产生温差电流(称为热电流)Q,热电流在磁场作用下将发生偏转,结果在y方向上产生附加的电势差VH,且VH∝QB这一效应称为伦斯脱效应,由上式可知VH的符号只与B的方向有关。

10

__

(4)里纪-杜勒克效应

如(3)所述霍尔元件在x方向有温度梯度

dT,引起载流子沿梯度方向dx扩散而有热电流Q通过元件,在此过程中载流子受Z方向的磁场B作用下,在y方向引起类似爱廷豪森效应的温差TA-TB,由此产生的电势差VH∝QB,其符号与B的方向有关,与Is的方向无关。

为了减少和消除以上效应的附加电势差,利用这些附加电势差与霍尔元件工作电流Is,磁场B(即相应的励磁电流IM)的关系,采用对称(交换)测量法进行测量。

当+IS,+IM时 VAB1 =+VH+V0+VE+VN+VR 当+IS,-IM时 V AB2 =-VH+V0-VE+VN+VR 当-IS,-IM时 V AB3 =+VH-V0+VE-VN-VR 当-IS,+IM时 V AB4 =-VH-V0-VE-VN-VR 对以上四式作如下运算则得:

1(VAB1-VAB2+V AB3-V AB4)=VH+VE (10) 4可见,除爱廷豪森效应以外的其他副效应产生的电势差会全部消除,因爱廷豪森效应所产生的电势差VE的符号和霍尔电势VH的符号,与IS及B的方向关系相同,故无法消除,但在非大电流、非强磁场下,VH>>VE,因而VE可以忽略不计,由此可得:

VH≈VH+VE=

V1?V2?V3-V4 (11)

4

11

装 箱 清 单

序号 名称 数量 备注 1、 2、 4、 霍尔效应实验主机 霍尔效应实验附件 红黑连接线 一头枪一头插 1台 1台 4根 2根红色、 2根黑色 5、 6、 7、 8、 航空连接线 电源线 仪器使用说明书 合格证 1根 1根 1份 1份 您购买的产品与装箱清单中是否符合,请验收。

12


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