1 Подготовить установку к измерениям: включить установку выключателем «СЕТЬ» на задней панели устройства измерительного, выждать 5 минут (прогрев установки). Должны высветиться индикаторы, указывающие величину напряжения и тока.
2 Задать по указанию преподавателя ток электромагнита, Iэ.м. (например Iэ.м. = 2 мА). Вычислить индукцию магнитного поля в зазоре электромагнита по формуле: В (в мТл) = 2,88 Iэ.м. (в мА).
3 Измерить не менее 10 раз э.д.с. Холла при различных значениях управляющего тока в диапазоне 0 – 10 мА. Данные (Δφ1) занести в таблицу 1.
4 Провести измерения с противоположным направлением тока. Данные Δφ2 занести в таблицу. Вычислить среднее значение холловской разности потенциалов Δφ по формуле (6).
Таблица 1 - Зависимость холловской разности потенциалов от величины управляющего тока
Iупр, мА | 0,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | ||||||
Δφ1 | ||||||||||
Δφ2 | ||||||||||
Δφ |
5 Повторить измерения для двух других значений В (например, Iупр2 = 5 мA, Iупр3 = 8 мA), заполнив две другие таблицы, аналогичные приведенной выше.
6 Построить график для трех значений индукции магнитного поля.
7 Рассчитать постоянную Холла, используя формулу (3)
, (9)
где a – угол наклона графика зависимости Δφ(Iупр). Найти среднее значение постоянной Холла Rсред.
8 Рассчитать погрешность определения постоянной Холла по формуле:
,
где Δφпр – приборная погрешность определения холловской разности потенциалов (Δφ = 0,1 В), ΔВ, ΔIупр, Δd - погрешности определения индукции магнитного поля, управляющего тока и ширины образца (ΔВ = 0,5 мТл, ΔIупр = 0,1 мА, Δd = 0,01 мм); Δφmax и Δφmin, Вmax и Bmin – максимальные и минимальные значения холловской разности потенциалов и индукции магнитного поля, полученные при минимальном и максимальном использовавшемся при проведении эксперимента управляющем токе и токе электромагнита соответственно.
9 По формуле (4) вычислить концентрацию носителей заряда в полупроводнике, приняв А = 1,17 для используемого полупроводника.
10 По формуле
оценить погрешность определения концентрации носителей тока в полупроводниковом кристалле.