Вимірювальна установка для визначення ерс Холла

І питомого опору при постійному струмі та стаціонарному магнітному полі у випадку зразків з виступами на холлових гранях

Блок-схема установки, котра використовується у цій лабораторній роботі для визначення ЕРС Холла і питомого опору при постійному струмі та стаціонарному магнітному полі у випадку зразків з виступами на холлових гранях (дивись рис. 2.6) зображена на рисунку 2.7. Ця схема складається з двох частин: блоку електромагніту і блоку досліджуваного зразка.

До блоку електромагніту перш за все належить власно ЕМ типу ФЛ-1, у зазорі завширшки 0,5 ≤ W ≤ 5 см між плоско-паралельними полюсними наконечниками котрого діаметром 5 см при 0 < І_ЕМ ≤ 10 А індукція однорідного магнітного поля складає 0 < В ≤ 1 Тл.

 

 

Рисунок 2.7 - Блок-схема установки для визначення ЕРС Холла

при постійному струмі та стаціонарному магнітному полі і питомого опору

у випадку зразків з виступами на холлових гранях:

ЕМ – електромагніт; ВМІ – вимірювач магнітної індукції; А – амперметр для вимірювання сили струму І_ЕМ у котушках електромагніту; П1 – перемикач напряму струму І_ЕМ; Г1 – генератор постійного струму І_ЕМ; ЛАТР – лабораторний автотрансформатор; ДЗ – досліджуваний зразок; Г2 – генератор постійного струму І у колі ДЗ; мА – цифровий міліамперметр для виміру сили струму І; П2 - перемикач напряму струму І; ВН – вимірювач напруги – цифровий вольтметр з вхідним опором R_В на декілька порядків більшим за опір R ДЗ; П3 – перемикач для комутації ВН з необхідними виступами на холлових гранях ДЗ; зміст усіх інших елементів схеми наведено у її подальшому описі

 

Модуль й напрямок вектору В залежать від сили та напряму струму І _ЕМ, котрі регулюються трансформатором ЛАТР, генератором струму Г1, а також перемикачем П1 (позиції 1М-1'М або 2М-2'М) і визначаються за допомогою приладу ВМІ, датчик якого знаходиться безпосередньо поряд з досліджуваним зразком у зазорі між полюсними наконечниками ЕМ. Сила струму І _ЕМ вимірюється амперметром А, функцію якого можуть виконувати, наприклад, прилади типу Е8030 та 195В1401. Функцію ВМІ може виконувати, наприклад, прилад типу ЕМ4305. Між тим, для фіксованих значень W заздалегідь за допомогою такого приладу можна побудувати градуювальні графіки залежностей В від І_ЕМ і у подальшому користуватися ними без застосування ВМІ. При цьому контроль напряму В можна легко здійснювати за допомогою магнітної стрілки компасу.

До блоку досліджуваного зразка поряд з самим ДЗ (конфігурація якого деталізована на рис. 2.6) належать два електричні кола: струмове і вимірювальне. Струмове коло призначене для живлення зразка через клеми КС1 і КС2 постійним струмом І, сила якого задається генератором постійного струму Г2, а напрям струму в зразку – перемикачем П2 (позиції 1С-1'С або 2С-2'С). Генератор Г2 створюється регулюючим джерелом постійної напруги, наприклад, типу ТЕС-5020, послідовно з яким з’єднано змінний резистор з достатньо високим опором. Величина І контролюється струмовимірювальним приладом мА, функцію якого можуть виконувати, наприклад, цифрові прилади, наприклад, типу DT33C. До вимірювального кола належать вимірювач напруги ВН і перемикач П3, який за допомогою потенційних клем КП1 – КП3 з’єднує ВН в залежності від позиції П3 (1Н-1'Н або 2Н-2'Н) з холловими виступами для виміру U_y (клеми КП1 і КП2) для подальшого визначення ЕРС Холла U_Н (позиція П3: 1Н-1'Н) або з сусідніми виступами на одній з холлових граней для виміру U_а’ (клеми КП2 і КП3) для подальшого визначення питомого опору ρ матеріалу ДЗ (позиція П3: 2Н-2'Н). При цьому функцію ВН можуть виконувати, наприклад, цифрові прилади типів В7-37 або В7Э-42 (дивись методичні вказівки до попередньої лабораторної роботи).

 

Особливості визначення сталої Холла чотиризондовим методом

У випадку тонких однорідних напівпровідникових шарів