Санкт-Петербургский государственный горный институт
(технический университет)
Санкт-Петербург
2008
Цель работы – определение коэффициента магнитосопротивления, исследование зависимости подвижности носителей заряда от температуры.
Основные теоретические сведения.
Электронные приборы работают в условиях одновременного наличия как электрических, так и магнитных полей, что приводит к изменению поведения носителей заряда, создающих электрический ток. Основными эффектами являются эффект Холла и магниторезистивный эффект. Оба эффекта вызваны тем, что на движущийся со скоростью v носитель заряда q в магнитном поле с индукцией B действует сила Лоренца Fл = q[vB]. Рассмотрим подробнее эти эффекты.
I. Эффект Холла
1. Напряжение Холла
Рассмотрим прямоугольный образец из проводящего материала, через поперечное сечение S=ℓ·d которого течет ток I и который пронизан однородным магнитным полем В перпендикулярным к току (рис.1). На положительный носитель заряда q, движущийся в магнитном поле В действует сила Лоренца
Fл=q[v B], (1)
где v – средняя скорость направленного движения носителя заряда. Эта сила перпендикулярна и к v и к В и направлена к передней грани. Соответственно, положительные носители заряда будут отклоняться от прямолинейной траектории и скапливаться на передней грани. Эта грань зарядится положительно из-за избытка положительного заряда, а задняя грань – отрицательно из-за недостатка положительного заряда. Это приведет к возникновению поля ЕН, направленного от передней грани к задней. Это поле действует на положительный заряд с силой Fэл, направленной против силы Лоренца, а ее величина возрастает по мере накопления заряда на передней грани. Когда Fэл сравняется по величине с Fл , результирующая сила Fp=Fэл+Fл=0, действующая на движущиеся носители заряда, станет равной нулю и отклонение траектории заряда от прямолинейной прекратится, прекратится и накопление заряда на передней грани. Между передней и задней гранями установится разность потенциалов, которая называется напряжением Холла UH.
|
|
Рис. 1. Эффект Холла в образце прямоугольного сечения. Знак полярности напряжения Холла соответствует отрицательным носителям заряда.
Запишем условие равенства Fэл=Fл :
. (2)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.