Физика \ Физика

Определение параметров проводимости полупроводника, постоянной Холла, подвижности носителей тока (Лабораторная работа № 3фкс), страница 2

 .                                                                            (13)

 Подставляя в формулу (12) в (13), находим удельную проводимость

.                                                                   (14)

Известно, что средняя скорость носителей тока  выражается формулой

 .                                                                             (15)

Известно, что средняя скорость носителей тока v выражается формулой

,                                                                         (16)

где m - подвижность носителей тока.

     Физический смысл подвижности m - средняя скорость направленного движения, приобретаемая носителем тока в электрическом  поле, напряженность которого равна единице,

т. е. 1В /м. 

     Тогда плотность тока можно представить в форме:

.                                               (17)

Сравнивая (11) и (17), получим:

                                                                      (18)

или

.                                                                         (19)

Учитывая, что , имеем:

 .                                                               (20)

    Подвижность, вычисленная таким образом, называется холловской подвижностью.

     Итак, в данной работе основными расчетными формулами являются (1), (14),(15) и (20).


     В соответствии с необходимостью измерять такие величины, как I - ток через образец; В — индукция магнитного поля; U- продольное напряжение образца, а также изменять в процессе измерения направление тока образца и поля, предлагается  следующая схема (рис. 2, 3). ( Геометрические размеры образца должны быть указаны на панели лабораторной установки).

На переключателе К2 указано "+В" и "-В".

На панели лабораторной установки приведен график зависимости В от для определения численного значения индукции магнитного поля.


Приборы и принадлежности

     1. Схема питания образца: аккумулятор на 6,5 В, миллиамперметр для измерения тока через образец, переключатель К1 для изменения направления тока через образец, R1 - переменное сопротивление для изменения величины тока образца, микроамперметр с нулем в середине шкалы для измерения холловского тока микроамперметр для измерения "продольной" разности потенциалов образца (определите по шкале или уточните у преподавателя сопротивления R’ и R’’ микроамперметров) : U=ImA*R, в качестве образца используется преобразователь Холла типа ПХЭН602.117В. Геометрические  размеры преобразователя должны быть или обозначены на стенде или сообщены дополнительно.

2. Схема питания электромагнита: ЛАТР для изменения напряжения и, соответственно, силы тока в цепи электромагнита, переключатель К2 для изменения направления тока в цепи электромагнита и, соответственно, направления поля в зазоре электромагнита, миллиамперметр для измерения величины тока в цепи электромагнита.

ПОРЯДОК  ВЫПОЛНЕНИЯ  РАБОТЫ

I. Определить знак носителя тока:

1. Ознакомиться с принципиальной схемой лабораторной установки.

2. Поставить ключ К1 в положение "+I".

3. При помощи ЛАТРа увеличить магнитное поле В.

4. Следя за направлением отклонения микроамперметра, определить знак носителей тока.

     В используемом в данной работе микроамперметре отклонение стрелки вправо соответствует положительным носителям, положение влево - отрицательным носителям.

     ЗАМЕЧАНИЕ. Ток через образец (показания миллиамперметра mA) поддерживать постоянным.

II. Определить постоянную Холла и концентрацию

носителей заряда.

Используется формула

где i - ток через микроамперметр с нулем посередине шкалы;

      r - сопротивление микроамперметра, Ом .

     Значение В определяется по градуировочному графику.

Для повышения точности эксперимента (устранения влияния дополнительной разности потенциалов, связанной с несимметричностью контактов О и О’ ) значение R надо определить при двух противоположных направлениях тока через образец (положение ключа К1 "+ I "и "- I ") и противоположных направлениях поля В (положении ключа К2 “+ В" и "-В" ),

     Меняя ток через катушку электромагнита при помощи ЛАТРа, определить значение U-холловской разности потенциалов, поддерживая ток через образец (I=100 mA) постоянным/

Скачать файл