8/3/2019 Effet Hall

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LEffet Hall

Ce quon appelle effet Hallest lapparition dune diffrence de potentiel et dun champ lectriquetransversal dans un conducteur, lorsque celui-ci est parcouru par un courant lectrique et plong dans uneinduction magntique perpendiculaire la direction de ce courant. On peut le schmatiser relativementsimplement par le dessin suivant:

courant lectrique Champ magntique Champ lectrique de Hall

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Objectifs de l' exprience

Lexprience ralise avait pour but de mettre en vidence l' effet Hall dans les semi-conducteursdops, et de dterminer la conductivit, la concentration des porteurs majoritaires et la mobilit des porteursmajoritaires dans le cas du germanium, semi-conducteurs de type P.

Plaques de germanium de type P

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Manipulation

1 Dispositif constitu d'un semi-conducteur (Germanium) dop p.2 - lectroaimant compos d'un noyau de fer doux et de deux bobines.

3 - Teslamtre a effet Hall avec une sonde.4 - Alimentation de courant pour les bobines induisant le champ magntique et du courant a travers

le semi-conducteur.5 - Multimtre mont en voltmtre pour mesurer la tension de Hall.

6 module effet hall.

6

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module effet hall

1

2

3

4 5

1 emplacement de la plaquette de Germanium.2 connexion pour la mesure de tension applique.

3 affichage du courant ou de la temprature.4 connexion pour la mesure de la tension de Hall.

5 slection daffichage du courant ou de la temprature.

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1 - Conductivit 0 temprature ambiante :

0 =

..

avec 0 =

=

,7

.103= 57 et = 30mA

0 = 35 -1.m-1

A

UH

Force de Lorentz Champ lectrique Champ magntique

Force lectrique de hall Champ lectrique de Hall

Up

+

-

2 - Concentration et mobilit des porteurs majoritaires Temprature ambiante :

Ip

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3 - Evolution de UH et de p avec la temprature :

(C) 110 100 90 80 70 60 50 40 30

UH (mV) 4 18 36 51 71 78 81 82 81,5

P (m-3)1,41E+22 3,13E+21 1,56E+21 1,10E+21 7,92E+20 7,21E+20 6,94E+20 6,86E+20 6,90E+20

Ln(p) 5,10E+01 4,95E+01 4,88E+01 4,85E+01 4,81E+01 4,80E+01 4,80E+01 4,80E+01 4,80E+01

P =.B

UH. e.d

4,75E+01

4,80E+01

4,85E+01

4,90E+01

4,95E+01

5,00E+01

5,05E+01

5,10E+01

5,15E+01

0 20 40 60 80 100 120

Ln(p) = f()

0

10

20

30

40

50

60

7080

90

0 20 40 60 80 100 120

UH = f()

(C) (C)

Ln(p) UH (mV)

Avec :o TB = 300mTo e = 1,6.10-19 Co d = 1 mmo I = 30mA

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4 Largeur de la bande interdite Eg du semi conducteur :

(C) 135 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40

Up (V) 0,77 0,88 1,16 1,47 1,78 2,03 2,17 2,17 2,11 2,00 1,9

(-1.m-1) 77,9 68,2 51,7 40,8 33,7 29,6 27,6 27,6 28,4 30 31,6

Ln() 4,36 4,22 3,95 3,71 3,52 3,39 3,32 3,32 3,35 3,40 3,451/T (K-1)

2,45E-03 2,48E-03 2,54E-03 2,61E-03 2,68E-03 2,75E-03 2,83E-03 2,91E-03 3,00E-03 3,09E-03 3,19E-03

0 =

..

=

1 0

Avec :o = 10 mmo d = 1 mm

o L = 20 mmo I = 30mA

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3,00

3,20

3,40

3,60

3,804,00

4,20

4,40

4,60

4,80

5,00

2,40E-03 2,50E-03 2,60E-03 2,70E-03 2,80E-03 2,90E-03 3,00E-03

Ln() = f(1/T)

y = -3686,1x + 13,36

3,00

3,20

3,40

3,60

3,804,00

4,20

4,40

4,60

4,80

5,00

2,40E-03 2,50E-03 2,60E-03 2,70E-03

Ln() = f(1/T)

=0 exp (

2

)

Ln() = Ln(0) -

2

*

-3686,1

2

= 3686,1 Eg = 3686,1 2=0,64 eV

Boete Tanguy

Bohnam Oliver

Avec :

o = 8,625.105

.-1

o 0 = 35 -1.m-1