Sprawozdanie ocenione na 3

Teoria

Na ładunek elektryczny q poruszający się z prędkością v w polu magnetycznym o indukcji
działa siła Lorentza

Halotron jest to cienka (grubość d  0,1 mm) warstwa półprzewodnika naparowana na nieprzewodzące podłoże i zaopatrzona w cztery elektrody. Prąd sterujący halotronu przepływa wzdłuż naparowanej warstwy o długości l, a więc przez przekrój dc gdzie c - szerokość naparowanej warstwy.

Nośnikami prądu w halotronie mogą być dziury lub elektrony (rys.1). Działa na nie tak samo skierowana siła Lorentza: prostopadła do kierunku* przepływu prądu sterującego o natężeniu Is i do indukcji magnetycznej
. Zakłóca ona ruch nośników prądu wzdłuż linii sił pola elektrycznego przyłożonego do halotronu ( wywołującego przepływ prądu sterującego). Nośniki odchylają się w kierunku siły Lorentza i gromadzą na powierzchni bocznego przekroju warstwy tak długo dopóki działanie ich pola elektrycznego nie skompensuje siły Lorentza. Obecność zgromadzonych ładunków można wykryć mierząc różnicę potencjałów Uh, (zwaną dalej napięciem Halla), między bocznymi powierzchniami naparowanej warstwy halotronu. Na jednej z tych powierzchni gromadzą się właśnie ładunki spychane tam siłą Lorentza.

Zgromadzone ładunki wytwarzają pole elektryczne (zakładamy, że jednorodne) o natężeniu Uh/c, które działa na ładunki nośników prądu sterującego q siłą F=q Uh/c. W warunkach równowagi F=FL, a więc q Uh/c = q v B, gdy kierunek prądu sterującego jest prostopadły do wektora indukcji B. Stąd otrzymujemy

, gdzie
- prędkość dryftowa (2)

Prędkość nośników prądu jest tym większa im większe jest natężenie prądu sterującego Is płynącego przez halotron i im mniejsza jest koncentracja n nośników prądu w półprzewodniku. Z definicji natężenia prądu jako strumienia ładunków mamy

(3)

gdzie e - ładunek elementarny (ładunek nośnika prądu). Podstawiając v z (3) do (2) mamy:

gdzie iloraz
- stała Halla (4)

Wykonanie ćwiczenia:

1

Js [mA]	Uh [V]
14,6	0,1686
11,03	0,1283
8,93	0,1036
7,48	0,0868
6,44	0,0748
5,65	0,0657
5,04	0,0586
4,54	0,0529
4,14	0,0482
3,8	0,0443
3,51	0,041
3,31	0,0386
tg		liczba nośników n1						Tabela 1
11,54031	85,04753	1,04935E+22

2

Js [mA]	Uh [V]
14,03	0,1767
13,76	0,1661
12,63	0,1528
11,97	0,1413
11,1	0,1349
10,59	0,1284
10,12	0,1228
9,7	0,1176
8,94	0,1004
8,01	0,0972
7,74	0,094
6,73	0,0816
5,8	0,0704
5,16	0,0626
4,64	0,0564
3,87	0,047
3,32	0,0403
tg		liczba nośników n2					Tabela 2
12,2038	85,31555	9,92302E+21

3

Jb [A]	Uh [V]
0,2	0,0086
0,3	0,0176
0,45	0,0245
0,6	0,034
0,75	0,0425
0,9	0,0512
1,2	0,0683
1,3	0,0768
1,45	0,0861
1,6	0,0939
1,75	0,1023
1,9	0,1109
2,05	0,1196
2,2	0,1272
2,35	0,1352
2,5	0,1433
2,75	0,1596
2,9	0,1678
3	0,1719
						Tabela 3
tg		liczba nośników n3
0,058175	3,3294	1,55155E+22

4

Jb [A]	Uh [V]
0,2	0,0116
0,3	0,0201
0,45	0,0285
0,6	0,037
0,75	0,0456
0,85	0,0542
1	0,0629
1,15	0,0716
1,3	0,0804
1,45	0,0893
1,6	0,0981
1,75	0,1071
1,9	0,1156
2,05	0,1243
2,15	0,133
2,3	0,1416
2,45	0,1502
2,6	0,1587
2,75	0,1673
2,9	0,1763
3	0,1823
						Tabela 4
tg		liczba nośników n4
0,06056	3,4656	1,49046E+22

Wnioski:

---