1. Opis ćwiczenia.

W doświadczeniu wykorzystano próbkę cienkowarstwowego hallotronu, którą , na specjalnym uchwycie , umieszczono pomiędzy biegunami elektromagnesu . Podstawka uchwytu zawierała cztery zaciski elektryczne , dwa połączone z elektrodami A₁ i A₂ ( do przepuszczania prądu przez próbkę ), a dwa kolejne z elektrodami C₁ i C₂ ( do pomiaru napięcia Halla ) .

Zestaw pomiarowy składał się z dwóch obwodów , w których skład wchodzą odpowiednio :

1. Zasilacz stabilizowany prądu stałego (z regulacją napięcia wyjściowego) , opór zabezpieczający R , miliamperomierz i próbka półprzewodnika H .

2. Autotransformator A_t , prostownik germanowy G , amperomierz A , przełącznik P₁ i elektromagnes M .

2. Przebieg ćwiczenia.

Wszystkie przyrządy pomiarowe użyte w doświadczeniu połączono według poniższych schematów :

Pomiarów dokonano dla dwóch prądów magnesujących ( I_M ) 2 i 3 A , przy czym dla każdego z tych prądów zmieniano prąd sterujący (I_x ) w przedziale 0÷16 mA , co 2 mA . Powyższe czynności przeprowadzono dla dwóch kierunków prądu magnesującego . Uzyskane wyniki pomiarów zamieszczono w poniższej tabeli :

a) dla prądu magnesującego I_M = 2A :

Ix [mA]	U1 [mV]	U2 [mV]	UH [mV]
0	8	8	8
2	127	146	136
4	239	277	258
6	350	404	377
8	460	526	493
10	564	644	604
12	663	748	706
14	749	847	798
16	837	934	886

2. dla prądu magnesującego I_M = 3A :

Ix [mA]	U1 [mV]	U2 [mV]	UH [mV]
0	9	11	10
2	175	197	186
4	337	378	358
6	489	549	519
8	639	714	676
10	782	871	826
12	921	1020	970
14	1038	1150	1094
16	1161	1270	1216

Napięcie Halla obliczono z zależności :
,

gdzie U₁ - napięcie na miliwoltomierzu przy pierwszym zwrocie prądu magnesującego , U₂ - napięcie na miliwoltomierzu przy drugim zwrocie prądu magnesującego .

3.Błędy i obliczenia .

Opis przyrządów pomiarowych :

	Amperomierz (IM)	Miliamperomierz (Ix)	Woltomierz (U1 , U2)
Klasa	0,5	0,5	_
Zakres	7,5 A	20 mA	2 V
Wartość jednej działki	0,1 A	0,2 mA	dokładność ± (0,5 % + 1mV)

Błędy wynikające z klasy mierników :

Odczytane , z załączonego w skrypcie wykresu , wartości indukcji pola magnetycznego wynoszą :

a) B(I_M = 2A) = 0,48 T

b) B(I_M = 3A) = 0,68 T

gdzie przyjęty błąd odczytu : ΔB = 0.02 T

Stąd obliczamy , dla dwóch wybranych wartości prądu sterującego I_M , stałą Halla R oraz koncentrację nośników prądu n :

gdzie d = 8 ⋅ 10^-6 m - grubość płytki półprzewodnikowej ,

I_x - prąd sterujący , B - indukcja magnetyczna przy danej wartości prądu magnesującego .

Błędy do powyższych zależności obliczamy metodą różniczki zupełnej :

dla (a) oraz I_x = 8 mA :

gdzie : ΔU_H = 6,93 mV , Δd = 4⋅10^-8 m , ΔI_X = 0,3 mA , ΔB = 0,02 T

dla (b) oraz I_x = 14 mA :

gdzie : ΔU_H = 12,94 mV , Δd = 4⋅10^-8 m , ΔI_X = 0,3 mA , ΔB = 0,02T .

4.Wnioski z ćwiczenia.

Błąd ΔI_X można było wyznaczyć bezpośrednio z klasy miliamperomierza , błąd ΔU_H był błędem złożonym wynikającym z błędów pomiarów ΔU₁

i ΔU₂ . Natomiast nieznane były błędy Δd i ΔB , które zostały przyjęte samodzielnie w celu dokładniejszego oszacowania wartości stałej Halla R i koncentracji nośników ładunku n .

5.Charakterystyka .

---