霍爾效應實驗裝置參數

㈠ 霍爾原件有哪些參數如何測量

一、實驗原理

靜止的載流導體位於磁場中(三個條件，靜止、通電導體、磁場)，當電流I的方向與磁場的方向有一定夾角時，在垂直於電流和磁場方向的載流導體的兩側面之間會產生電動勢，電流方向與磁場方向垂直時，產生的電動勢最大，這一現象稱為霍爾效應。

霍爾效應的本質是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起偏轉，當帶電粒子被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直於電流和磁場的方向產生正、負電荷的聚集，從而在材料中形成附加的橫向電場。

霍爾效應一般極為微弱，但在高純度的半導體中比較明顯，因為半導體材料的載流子遷移率很高，電阻率也比較大。

實用中為提高霍爾元件的靈敏度，將元件製成很薄、很小的矩形。過去霍爾元件的尺寸都在毫米數量級，新的製作工藝(真空鍍膜)已使霍爾元件的尺寸更小，僅為微米數量級。所以實驗中要嚴格按要求施加工作電流，注意安全，保護儀器。

霍爾效應已在科學實驗和工程技術中得到廣泛應用。

霍爾感測器主要用在以下幾個方面：測量磁場強度；測量交直流電路電流強度和電功率；轉換信號，如將直流電流轉換成交流電流；對各種非電量的物理量進行測量並輸出電信號供自動檢測、控制和信息處理，實現生產過程的自動化。

無論工科或理科學生，了解這一極富實用性的實驗，對將來的工作和學習都有幫助。

二、實驗儀器

實驗儀器由兩部分組成，實驗儀和測試儀。

實驗儀包括一個用來產生勻強磁場的電磁鐵，一個置於電磁鐵縫隙中的霍爾感測器，其位置可調節，左右兩個開關分別控制霍爾感測器工作電流IS和電磁鐵線圈激勵電流IM的方向，中間開關向上閉合用以測量霍爾感測器輸出的霍爾電壓VH，向下閉合用以測量霍爾感測器上的電壓降V0。

儀器上標有該霍爾感測器的靈敏度KH，注意要將單位mV/(mA*KGS)換算成國際單位制。

測試儀是實驗電源和測量儀表，兩個恆流源分別輸出霍爾感測器工作電流IS和電磁鐵線圈激勵電流IM，調節IS和IM，可實現實驗條件的控制和改變，兩者共用一個電流表讀數，注意測量霍爾感測器工作電流時讀數最大值是1.999毫安，測量電磁鐵線圈激勵電流時讀數最大值是1.999安培，左邊電壓表用來測量霍爾電壓VH和V0，讀數單位是毫伏。

㈡ 霍爾效應測試儀的技術參數

變溫，常溫和液氮溫度(77K)下測量;
阻抗:10-6 to 107
載流子濃度(cm-3):107 - 1021
樣品夾具：
彈簧樣品夾具(免去製作霍爾樣品的麻煩)；
測量材料：所有半導體材料包括Si,ZnO,SiGe,SiC,GaAs,InGaAs,InP,GaN(N型&P型均可測量)
儀器尺寸(WxDxH)：260*220*180 mm

㈢ 霍爾元件的主要技術參數

1. 霍爾系數（又稱霍爾常數）RH

2. 靈敏度KH（又稱霍爾乘積靈敏度）

3. 額定激勵電流
   

4. 最大允許激勵電流
   

5. 輸入電阻
   

6. 輸出電阻
   

7. 溫度系數
   

8. 不等位電勢（又稱霍爾偏移零點）
   

9. 輸出電壓
   

10. 電壓輸出比率
    

11. 寄生直流電勢
    

12. 不等位電勢
    

13. 電勢溫度系數

僅從實際使用出發主要關心的是 1、2、3、9。

㈣ 霍爾效應及應用的實驗原理

霍爾效應在應用技術中特別重要。霍爾發現，如果對位於磁場(B)中的導體(d)施加一個電流(Iv)，該磁場的方向垂直於所施加電壓的方向，那麼則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產生另一個電壓(UH)，人們將這個電壓叫做霍爾電壓，產生這種現象被稱為霍爾效應。好比一條路， 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動。當有磁場時， 大家可能會被推到靠路的右邊行走。故路 (導體) 的兩側，就會產生電壓差。這個就叫「霍爾效應」。根據霍爾效應做成的霍爾器件，就是以磁場為工作媒體，將物體的運動參量轉變為數字電壓的形式輸出，使之具備感測和開關的功能。
實驗原理：通過檢測磁場變化，轉變為電信號輸出，可用於監視和測量汽車各部件運行參數的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉速等等，並可將這些變數進行二次變換；可測量壓力、質量、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元介面，可實現自動檢測。如今的霍爾器件都可承受一定的振動，可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內工作，全部密封不受水油污染，完全能夠適應汽車的惡劣工作環境。

㈤ 霍爾元件能夠測量哪些物理參數

所謂霍爾效應，是指磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。生活中一般用於電機中測定轉子轉速,如錄象機的磁鼓,電腦中的散熱風扇等。學生實驗中有利用霍爾效應測量電子電量、通過的電流、垂直於電流的磁感應強度、導體厚度等等以及確定半導體是n型還是p型的實驗。

㈥ 霍爾效應可用於檢測哪些參數

能設計，由v-i圖像可知當外加磁場b和流徑霍爾原件的電流i的其中一個值衡定時，霍爾電壓與另外一值成正比關系，因此可以選擇電阻率較低的霍爾原件設計電流表，只要得出霍爾電壓，根據v-i關系即可讀出電流i的值

㈦ 霍爾原件能夠測量哪些物理參數霍爾原件的不等位電勢的概念是什麼

霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉速等。
霍爾元件可用多種半導體材料製作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導體異質結構量子阱材料等等.

霍爾元件是一種基於霍爾效應的磁感測器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。
霍爾元件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm 級）。採用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。
工作原理
霍爾元件應用霍爾效應的半導體。
所謂霍爾效應，是指磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直於電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現極強的霍爾效應。
由於通電導線周圍存在磁場，其大小和導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不和被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合於大電流感測。
若把霍爾元件置於電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差和電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。
利用這種方法可以構成霍爾功率感測器。
如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以感測出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈沖數，則可以確定其運動速度。

元件特性
1、霍爾系數（又稱霍爾常數）RH
在磁場不太強時，霍爾電勢差UH與激勵電流I和磁感應強度B的乘積成正比，與霍爾片的厚度δ成反比，即UH =RH*I*B/δ，式中的RH稱為霍爾系數，它表示霍爾效應的強弱。 另RH=μ*ρ即霍爾常數等於霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。
2、霍爾靈敏度KH（又稱霍爾乘積靈敏度）
霍爾靈敏度與霍爾系數成正比而與霍爾片的厚度δ成反比，即KH=RH/δ，它通常可以表徵霍爾常數。
3、霍爾額定激勵電流
當霍爾元件自身溫升10℃時所流過的激勵電流稱為額定激勵電流。
4、霍爾最大允許激勵電流
以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應的激勵電流稱為最大允許激勵電流。
5、霍爾輸入電阻
霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。
6、霍爾輸出電阻
霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸出電阻。
7、霍爾元件的電阻溫度系數
在不施加磁場的條件下，環境溫度每變化1℃時，電阻的相對變化率，用α表示，單位為%/℃。
8、霍爾不等位電勢（又稱霍爾偏移零點）
在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。
9、霍爾輸出電壓
在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。
10、霍爾電壓輸出比率
霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率
11、霍爾寄生直流電勢
在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外，還有一直流電勢，稱寄生直流電勢。
12、霍爾不等位電勢
在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。
13、霍爾電勢溫度系數
在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數的溫度系數。
14、熱阻Rth
霍爾元件工作時功耗每增加1W，霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻，它反映了元件散熱的難易程度，
單位為： 攝氏度/w
無刷電機霍爾感測器AH44E
開關型霍爾集成元件，用於無刷電機的位置感測器。
引腳定義（有標記的一面朝向自己）：（左）電源正；（中）接地；（右）信號輸出
體積(mm)：4.1*3.0*1.5
安裝時注意減少應力與防靜電
按照霍爾元件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，後者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

㈧ 從霍爾系數的測量中可以求出半導體材料的哪些重要參數

通過霍爾效應測量的霍爾系數，可確定半導體的導電類型、載流子濃度及遷移率等重要參數。

㈨ 霍爾效應實驗報告

霍爾效應實驗報告包含：實驗目的、實驗儀器設備、實驗的基本構思和原版理、實驗數據記權錄及處理、實驗結論、注意事項等。

1、目的與要求：

（1）了解霍爾效應測量磁場的原理和方法；

（2） 觀察磁電效應現象；

（3） 學會用霍爾元件測量磁場及元件參數的基本方法。

2、儀器與裝置：霍爾效應實驗儀；

3、原理：根據霍爾效應，測量磁感應強度原理，利用提供的儀器測試所給模型測量面上的一維（上下方向）磁分布。

(9)霍爾效應實驗裝置參數擴展閱讀

內容及步驟：

1、儀器調整：

（1）按圖連接、檢查線路，並調節樣品支架，使霍爾片位於磁場中間；

（2）逆時針將、調節旋鈕旋至最小；

（3）分別將輸出、輸出接至實驗儀中、換向開關；

（4）用導線將、輸入短接，通過調零旋鈕將、顯示調零；

（5）選擇、向上關閉為、的正方向。

2、 測量內容：

（1）測繪曲線：保持不變，按要求調節，分別測出不同下的四個值，將數據記錄在表格中；

（2）測繪曲線：保持不變，測出不同下四個值；

（3）測VAC：取，在零磁場下（）測，則VAC=10；

（4）確定樣品導電類型：選、為正向，根據所測得的的符號,判斷樣品的導電類型。