实验指导

实验重点、难点:

1.了解霍尔效应原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2.学习用“对称测量法”消除副效应影响。

3.根据霍尔电压判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,

辅助功能介绍:

界面的右上角的功能显示框:当在普通实验状态下,显示实验实际用时、记录数据按钮、结束操作按钮;在考试状态下,显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示试卷按钮(考试状态下显示)。

右上角工具箱:各种使用工具,如计算器等。

右上角help和关闭按钮: help可以打开帮助文件,关闭按钮功能就是关闭实验。

实验仪器栏:存放实验所需的仪器,可以点击其中的仪器拖放至桌面,鼠标触及到仪器,实验信息提示栏会显示仪器的相关信息;仪器使用完后,则不允许拖动仪器栏中的仪器了。

提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息,实验内容信息,仪器功能按钮信息等相关信息,按F1键可以获得更多帮助信息。

实验内容栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出),当前实验内容显示为黄色,其他实验内容为蓝色;可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后,实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。

1.主窗口:

打开霍尔效应的仿真实验。

2.正式开始实验:

(1)开始实验后,从实验仪器栏中点击拖拽仪器至实验台上。由于是电路仪器,所以无法移动。开始时实验仪器已经摆好在实验桌上。

将实验仪器栏,实验提示栏和实验内容栏展开,将鼠标移至仪器各部分均会显示说明信息。双击其左上部系统菜单图标关闭仪器图片窗口,在实验仪器列表窗口双击其左上部系统菜单图标关闭之。

(2)霍尔效应测试仪

双击桌面上霍尔效应测试仪小图标,弹出霍尔效应测试仪的调节窗体;主要有两个显示的图面,一个为背景图主要是控制该仪器的电源的开关。正面图主要控制控制电流和励磁电流的输出大小,并测量返回的电压大小。该仪器每次开启电源时会产生误差,需要手动去校准。

图1霍尔效应测试仪背景图

图2霍尔效应测试仪正面图

(3)霍尔效应试验仪显示

双击桌面上霍尔效应试验仪图标,弹出霍尔效应试验仪的调节窗体。初始化时霍尔效应试验仪上的开关位置是按照标准形式放置的,3个开关能随意拨动,也能改变霍尔元件片在磁场中的的位置。

(4)霍尔效应测试仪的显示:

Is控制电流的最大量程为20mA,最小测量单位为0.01mA。可以通过点击调节控制电流旋钮来逆时针或顺时针旋转改变控制电流大小。当鼠标按住选择不放,则会不停的改变控制电流的大小(当达到显示最大值时显示值不变),直到鼠标松开(励磁电流同控制电流相同)。打开开关之后一定要校准,并调节Is调节和Im调节使显示电流值随着调节变化而变化。

(5)连接电路

关闭电源,将霍尔效应测试仪和霍尔效应试验仪按照正确的连接方式连接到同一电路中,并对霍尔测试仪和霍尔效应试验仪均做调零处理,如果不处理,则可能使其测试结果不正确。

(6)调零并测试

打开测试仪的电源开关。点击调零旋钮。将左侧显示的电压值调节到0.00;并按照实验的要求连接好电路,在电路的连接过程中需要注意的是电路之间接点的连接问题,连接正确后才会显示正常的电路,否则会提示放置错误。连接好线路图后按照实验要求做实验,直到实验结束。

(7)完成实验。按照实验内容中的要求完成实验。多做几次测量,并得到最终的平均结果值。

电导率是通过测量不等位电动势后根据公式计算得到。

其他的相关参数也是根据上面的公式计算得到的。

样品的导电类型是根据小磁针的偏转来判断的,蓝色为N极,红色为S极。

(8)测试完成后,保存数据,单击记录数据按钮弹出记录数据页面。

在记录数据页面的相应地方填写实验中的测量数据,点击关闭按钮,则暂时关闭记录数据页面;再次点击记录数据按钮会显示记录数据页面。