protokol_halluv_jev13

RH = 1/(nq)
Pro polovodiče : RH = ((3)/8) (1/(nq))
Po zavedení Hallovy konstanty nabude vztah pro Hallovo napětí výrazu : UH = RH ((BI)/c)
Vzhledem k tomu ,že přesné nastavování proudu je snadnější než magnetické indukce ,budeme měřit
UH = f(I) při konstantním B jako parametru - tato závislost je lineární.
Označíme-li k směrnici měřené lineární závislosti: k = RH (B/c) můžeme pomocí ní a známých parametrů stanovit Hallovu konstantu :
RH = (kc)/B (1)
Je-li proud tvořen převážně kladnými částicemi (polovodič typu P) je RH >0.Je-li proud tvořen převážně elektrony (kovy a polovodiče) , je RH < 0. Měřením Hallovy konstanty zjistíme nejen typ majoritních nositelů , ale i jejich koncentraci.

Hallovo napětí se měří na zařízení tvořící velký elektromagnet (napájený na svorkách A B stejnosměrným proudem) ,mezi jeho póly je umístěna křemíková destička kolmo na siločáry magnetického pole.Destička má známé rozměry a je opatřena vývody.(C D slouží přívodu proudu I vývody E F složí ke snímání Hallova napětí).Proud I nastavujeme vestavěnými potenciometry R3,R4 na stejnosměrném zdroji.Abychom omezili vliv nežádoucího termoelektrického napětí a nehomogenit pole,měříme závislost UH = f(I) pro všechny čtyři dvojice vzájemné orientace proudu a magnetické indukce a ve vztahu (1) použijeme pro k aritmetický průměr.

Schéma zapojení :
Použité přístroje :
A - ampérmetr
mA - miliampérmetr
mikrovoltmetr
Školní stabilizovaný zdroj BK 126 inv.číslo DKP 1919
Síťový stabilizátor BM 206 inv.číslo DKP 889
Usměrňovač inv.číslo DP 236
Trafo oddělovací inv.číslo DP 340
Posuvný rezistor - 11,5 ,5Ainv.číslo DP 333
Přípravek s potenciometry, přípravek na měření (magnet a sonda), komutátor,přepínač
Postup měření :
Zapojíme úlohu dle schématu.Vývody A,B,C,D,E,F zapojíme na stejné označ. svorky.
Připravíme mikrovoltmetr k měření.
Nastavíme potenciometry R3 a R4 maximální proud vzorkem.Vysuneme vzorek z pole a na potenciometru R0 hledáme místo ,které leží na stejné ekvipotenc. ploše jako bod F.
Vybudíme magnetické pole známé indukce B.
Zvyšujeme proud vzorkem po 0,5mA a měříme UH mikrovoltmetrem.Provedeme alespoň 10 měření pro každou dvojici směru proudu a magnetické indukce.
Změníme směr proudu na svorkách C,D a měříme podle 5.
Změníme směr pole na svorkách A,B a měříme podle 5.
Znovu změníme směr proudu na svorkách C,D a měříme podle 5.
Vysuneme vzorek z magnetického pole ,změříme napětí mezi body E,F .Pokud nebude téměř nulové dopustili jsme se soustavné chyby .Buď postižená měření opravíme ,nebo se budeme snažit soustavnou chybu vyloučit při zpracování.
Z naměřených hodnot sestrojíme grafy ,nalezneme 4 směrnice a jejich aritmetický průměr použijeme v rovnici (1) pro výpočet RH.
Vypočítáme o kolik koncentrace majoritních nositelů převyšuje koncentraci minoritních.
Nalezneme nahodilou chybu směrnice k a nahodilou chybu RH.Odh