Efecto Hall

Practica No.4
Experimento del efecto Hall
Introducción
Efecto Hall
El efecto Hall consiste en que en un metal o semiconductor con corriente, situado en un campo magnético
perpendicular al vector densidad de corriente, surge un campo eléctrico transversal y un diferencia de
potencial.
La causa del efecto Hall es la desviación que experimentan los electrones que se mueven en el campo
magnético bajo la acción de la fuerza de Lorentz.
Las siguientes figuras muestran las direcciones del campo magnético B, de la densidad de corriente J, la
fuerza de Lorentz F, la velocidad de las cargas V (según sean estas positivas o negativas), así como los signos
de las cargas concentradas en las caras opuestas superior e inferior para cada tipo de carga (negativa y
positiva). La figura 1a es válida para metales y semiconductores tipo n; para semiconductores tipo p, los
signos de las cargas que se concentran en las superficies son opuestos (figura 1b).
fig. 1a fig. 1b
Las cargas siguen siendo desviadas por el campo magnético hasta que la acción de la fuerza en el campo
eléctrico transversal equilibre la fuerza de Lorentz.
La diferencia de potencial debida al efecto Hall es pues, en el equilibrio:
1
(1)
Cuestionario
RL = RESISTENCIA LIMITADORA
CORRIENTE DE LA MUESTRA mA
VOLTAJE HALL mV
1 K!
7.8 X 10−4 mA
0.9 mV
Tabla de resultados caso uno
RL = RESISTENCIA LIMITADORA
CORRIENTE DE LA MUESTRA mA
VOLTAJE HALL mV
1 K!
7.8 X 10−4 mA
−0.9 mV
RL = RESISTENCIA LIMITADORA
CORRIENTE DE LA MUESTRA mA
VOLTAJE HALL mV
1 K!
7.8 X 10−4 mA
−0.9 mV
Tabla de resultados caso tres
1.− Con los datos de voltaje y resistencia limitadora calcule la corriente que circula en la sonda de Hall.
RL = RESISTENCIA LIMITADORA
CORRIENTE DE LA MUESTRA mA
VOLTAJE HALL mV
1 K!
7.8 X 10−4 mA
0.9 mV
2.− Del valor obtenido del voltaje de Hall, calcule el valor de la concentración.
R = −VH = (1/Qn)(ixBz/Wz)
n = 1/−VH Q)(ixBz/Wz)
n = 2469135802
2
3.− ¿Qué tipo de portador de carga tiene la muestra de Hall?
R= Portador con carga negativa
4.− Si la muestra de Hall, cambia de dimensiones pero utiliza el mismo material (mismo semiconductor y
concentrador de impurezas) se medirán voltajes de Hall diferentes
R= No, El factor decisivo para que se detecte un voltaje Hall es la diferencia en movilidad de los portadores
de carga: un voltaje Hall puede aparecer sólo si los portadores de carga positivos y negativos tienen
movilidades diferentes.
5.− ¿Cuantas aplicaciones del efecto Hall conoce .Mencione almenas tres?
R= Se utilizan en censores , taxímetros, laceres semiconductores de alta estabilidad
6.− ¿Que sentido llevan las líneas de campo magnético en el imán, para que determine la dirección de este?
R= Van del polo negativo al positivo
7.− ¿Donde se localiza el norte magnético del globo terrestre?
R= La tierra actúa como un imán gigantesco con su polo magnético sur cerca de su polo geográfico norte
8.− ¿Que mano aplica para determinar el producto VXB cuando hizo la medición?
R= La derecha, la regla de la mano derecha para recordar la dirección del campo magnético; cuando el pulgar
apunta en la dirección de la corriente convencional, los dedos entorno del alambre apuntan en la dirección del
campo magnético F=q (VXB)
9−.Ilustra el circuito para la medición del efecto hall si cambiamos la polaridad de la fuente de alimentación e
3
ilustre los campos del efecto hall.
vN
B
S
Resistencia limitada
Corriente de muestra
Voltaje
9.22 Ohms
7.8mA
−0.9mv
10.− Ilustre el diagrama eléctrico si colocamos del sur del imán arriba con la polaridad de la fuente de
alimentación como se muestra el primer caso considerando que la fuente es un material tipo N
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S
B
Nv
Resistencia limitada
Corriente de muestra
Voltaje
9.22 Ohms
7.8mA
−0.9mv
Conclusiones
Con esta practica pudimos reafirmar nuestros conocimientos como los portadores de carga que estos dan lugar
al campo magnético también que algunos son electrones y otros huecos gracias a esta practica pudimos
comprobar que al aplicarle un campo magnético y una diferencia de potencial a la sonda de hall, se acumulan
las cargas en las caras del material geométrico generándose así el efecto de hall después de esto cuando el
voltaje es positivo se trata de un material semiconductor de tipo N y si el voltaje es negativo es un material de
tipo P.
Laboratorio de física III
Practica No.4
Experimentación del efecto Hall
Fecha de entrega:
16 de octubre de 2002
B
5
N
S
v
B
N
V
Tabla de resultados caso dos
S
N
B
S
V
A
V
d
UH
B
6