Файл: Задача определение постоянной датчика Холла, концентрации и подвижности носителей тока в полупроводнике.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Решение задач

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 99

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

  1. С помощью формулы (8) рассчитать значение силы тока Iэм, протекающего через электромагнит и создающего выбранное значение B. Результат с точностью до десятых долей мА занести в таблицу 2.

  2. Подключить прибор к питающей сети и нажать клавишу «СЕТЬ», расположенную на задней панели измерительного блока. Табло «мА» должно индицировать «00.0», табло «мВ» - «0.0». Установка находится в режиме измерения тока электромагнита, о чем должен свидетельствовать соответствующей светодиод кнопки «ЭЛ.МАГНИТ – ДАТЧ.ХОЛЛА».

  3. Нажатием на кнопку «ТОК+» задать ток электромагнита Iэм.

  4. С помощью кнопки «ЭЛ.МАГНИТ – ДАТЧ.ХОЛЛА» перевести установку в режим измерения тока через датчик Холла (выключается другой светодиод).

  5. Нажать кнопку «СБРОС». После этого табло «мА» должно высветить «-00.0».

  6. Посредством кнопки «ТОК+» задать ток датчика I = -2,0 мА и провести измерение соответствующей разности потенциалов U1 с помощью табло «мВ» (с учетом знака). Результат записать в таблицу 2.

ВНИМАНИЕ. Не допускается задавать ток через датчик более 3 мА.

  1. С помощью кнопки «ТОК-» установить токи датчика -1,5 мА; -1,0 мА; -0,5 мА; 0 и провести соответствующие измерения разности потенциалов U1.

Результаты записать в таблицу 2.

  1. Для изменения направления тока датчика нажать кнопку «СБРОС». Табло «мА» должно индицировать «00.0».

  2. Нажатием кнопки «ТОК+» задать токи датчика 0,5 мА; 1,0 мА; 1,5 мА; 2 мА и измерить разности потенциалов U1, соответствующие этим токам.

Результаты занести в таблицу 2.

  1. Кнопку «ЭЛ.МАГНИТ – ДАТЧ.ХОЛЛА» перевести в режим измерения тока электромагнита («горит» левый светодиод).

  2. Нажать кнопку «СБРОС». Табло «мА» должно высветить «-0.00».

  3. Нажатием кнопки «ТОК+» установить необходимый ток электромагнита, направление которого противоположно первоначальному (об этом свидетельствует знак индикации табло «мА»).

  4. Посредством кнопки «ЭЛ.МАГНИТ – ДАТЧ.ХОЛЛА» перевести установку в режим измерения тока датчика («горит» правый светодиод).

  5. Повторять действия, описанные в пп. 6-10 с той лишь разницей, что теперь измеряется разность потенциалов U2 (для обратного направления магнитного поля).

  6. С помощью формулы (10) для каждого тока датчика Iнайти холловскую разность потенциалов Ux. Результаты записать в таблицу 2.

  7. Построить экспериментальный график зависимости Ux(I).

  8. Из графика найти тангенс угла наклона прямой Ux(I). Результат записать в таблицу 3. Обратить внимание на то, что tg – это размерная величина.


Таблица 3

tg

R
n






















  1. С помощью формул (9), (11), (12), (13) рассчитать значения постоянной Холла R, концентрации nносителей тока в полупроводнике, удельное сопротивление этого полупроводника и подвижность носителей. Результаты записать в таблицу 3.

  2. Сравнить полученные значения n, , с их типовыми значениями для полупроводников. Сделать вывод.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Что называется силой Лоренца? Как можно определить направление этой силы? Ответ пояснить рисунком.

  2. В чем состоит эффект Холла? Ответ пояснить рисунком.

  3. Почему с помощью эффекта Холла можно определить знак носителей тока? Ответ пояснить рисунком.

  4. Какие вещества называются проводниками, полупроводниками? Чем объясняется различие их электрических свойств?

  5. Что называется подвижностью носителей тока?

  6. Как зависит от температуры проводимость проводников и полупроводников?

  7. Что называется постоянной Холла? У каких веществ – проводников или полупроводников константа Холла сильнее зависит от температуры? Почему?

  8. Каково практическое применение эффекта Холла?

  9. Чем эффект Холла в полупроводниках отличается от эффекта в металлах?

  10. Вывести формулу для постоянной Холла.

  11. Каковы особенности зонного энергетического спектра в металлах, полупроводниках и диэлектриках?

  12. Что называется электронным типом проводимости? Дырочным типом проводимости? Возможна ли дырочная проводимость в металлах?

  13. Что называется собственной проводимостью полупроводника? Примесной проводимостью?

  14. Вывод выражения для постоянной Холла Rбыл получен без учета распределения носителей тока по скоростям. Насколько это оправдано в случае металлов и полупроводников?

  15. Получите выражение константы Холла R для образцов с двумя типами носителей. При расчете используйте условие, что поперечный ток должен быть равен нулю.


БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики / Д. В. Сивухин. Т. 4. М., 2008. 751 с.

  2. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм / А. Н. Матвеев. М., 2005. 463 с.

  3. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. Т. 2. М., 2002. 336 с.

  4. Калашников С. Г. Электричество / С. Г. Калашников. М., 2008. 624 с.

  5. Лабораторные занятия по физике / под ред., Л. Л. Гольдина. М., 1983. 704 с.

  6. Трофимова Т. И. Курс физики: учебное пособие для вузов / Т. И. Трофимова. – 17 – изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 720 с.

  7. Детлаф А. А. Курс физики: учебное пособие для студ. вузов / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский . – 7 – е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 720 с.

  8. Учеб. Пособие для инж.-техн. специальностей вузов / Т. И. Трофимова. – 17-е изд., стер. –М. : Академия, 2012. – 557с.

  9. Половнева С. И. Средства технологических измерений / С. И. Половнева, О. В. Лазарева. – Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2014. – 120 с.

  10. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – Т. 1, 2, 3. – М. : Наука 2012.

  11. СТО ИРНИТУ 027-2015. Учебно-методическая деятельность. Общие требования к организации и проведению лабораторных работ.

Смотрите также файлы