Устройство для измерения эдс холла

11 Н 01 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ азарный, С Ждан Знамении ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ордена Трудового Красногоинститут радиотехники и электронАН СССР(56) 1. Авторское свидетельство С961501, кл. Н 01 1 21/66. СТРО 1 СТВО ДЛ Я Р 1 3 МЕР ЕХОЛЛА по авт. св. М 961501, я тем, что, с целью повыц 1 ения него введены элемент сравненой фазы магнитного поля и енный между делителем частоелем, управляющий вход клюс выходом элемента сравнеой фазы магнитного поля, приий связан с валом двигателя. закреплен магнит.(54)(57) УНИЯ ЭДСотлицающеесточности, вния мгн овенключ, включусилитча соединенния мгновеннчем последнна котором50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении электрофизических параметров твердого тела.Г 1 о основному авт. св. Мо 961501 известно устройство для измерения ЭДС Холла, содержащее постоянный магнит, закрепленный на валу двигателя, синхронный преобразователь частоты вращения вала в переменный ток, измерительный селективный усилитель, настроенный на частоту ЭДС Холла, подключенный к холловым зондам образца, в котором преобразователь частоты вращения выполнен в виде дискового обтюратора, по одну сторону которого размещен источник света, а по другую - фотоприемник, подключенный к входу делителя частоты, выход последнего через усилитель соединен с токовыми электродами образца 1. Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения параметров ЭДС Холла, заключающуюся в неопределенности начальной фазы последней, которая не позволяет определить знак носителей эффекта Холла. Целью изобретения является повышениеточности измерения ЭДС Холла,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее постоянный магнит, закрепленный на валу двигателя, синхронный преобразователь частоты вращения вала в переменный ток, измерительный селективный усилитель, настроенный на частоту ЭДС Холла, подключенный к холловым зондам образца, в котором преобразователь частоты вращения вала выполнен в виде дискового обтюратора, по одну сторону которого размещен источник света, а по другую - фотоприемник, подключенный к вхо- ду делителя частоты, выход последнего через усилитель соединен с токовыми электродами образца, введены элемент сравнения мгновенной фазы магнитного поля и ключ, включенный между делителем частоты и усилителем, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента сравнения, последний связан с валом, на котором закреплен магнит.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит постоянный магнит 1, закрепленный на валу 2 двигателя, последовательно соединенные умножитель 3 и делитель 4 частоты, ключ 5, выход которого через усилитель 6 подключен к ктоковым контакта образца 7, находящегося в переменном магнитном поле - в зазоре магнита 1, к холловым зондам образца подключен измерительный прибор 8, управляюгций вход ключа 5 соединен с выходом элемента 9 сравнения мгновенной фазы магнитного поля, связанного с валом 2 двига 10 15 20 25 30 35 40 45 теля, на управляющий вход элемента 9 сравнения подается заданное значание начальной фазы 5 О магнитного поля. Умножитель 3 частоты выполнен в виде дискового обтюратора 10, по одну сторону которого размещен источник 11 света, по другую - фтоприемник 12,Устройство работает следующим образом.Образец 7 находится в переменном с частотой ив магнитном поле, которое создается вращением магнита 1, закрепленного на валу 2 двигателя. Частота множится в М и делится в К раз умножителем 3 и делителем 4 частоты. Сигнал с выхода последнего через исходно разомкнутый ключ 5 и через усилитель 6 подается на токовые электроды образца 7. Ключ 5 замыкается сигналом с выхода элемента сравнения, который вырабатывает управляющий сигнал, когда мгновенная фаза магнитного поля достигает заданной величины то. Начиная с этого момента ключ 5 поддерживается замкнутым в течение времени, необходимого для измерения ЭДС Холла, например в течение ее периода, а затем размыкается. При замыкании ключа 5 измерительный при бор 8 регистрирует сигнал ЭДС Холла с частотой .й =ив/ ф/ и фазой Ф = =Ю+9. Искомая величина ф,определяется по разностиФ-Чои равна 0 или М для проводимости р- или и-типа соответственно. Устройство позволяет повысить точность измерения параметров ЭДС Холла, а именно ее начальной фазы, и тем самым дает возможность определять знак эффекта Холла, т. е. тип проводимости исследуемого объекта. Действительно, ЭДС Холла характеризуется амплитутой Ч, частотой 5 и начальной фазой Ф, которая отсчитывается относительно начальных фаз магнитного поля 1, и токаУ . В известном устройстве благодаря синхронному преобразованию частоты магнитного поля ив частоту электрического поля а частота ЭДС Холла= /в Ф/ функционально связана с ыв:.й =ьо / "." /, где Х и К - соответственно коэффициенты умножения и деления синхронного преобразователя. Однако известное устройство не позволяет определять начальную фазу ЭДС Холла ч Синхронный преобразователь частоты включается в момент времени 1 = О, ког-да мгновенная фаза магнитного поля произвольно принимает одно из Х значений:2 й ", и = 1,2 Х, при этом начальной фазе электрического тока присваивается определенное значение, которое для простоты считает равным нулю. Следовательно, начальная фаза ЭДС Холла Ф, = Ф - 9, где ф - значение фазы ЭДС Холла, зарегистрированная прибором, подключенным к холловым зондам образца,1115138 Составитель В. Кашута Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор М. Максиминишинеи Заказ 6666/39 Тираж 682 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4в силу неопределенности 1 не может бытьопределена,Таким образом, изобретение позволяетопределять начальную фазу ЭДС Холла,по величине которой определяют знак эффекта Холла, отвечающий знаку основных носителей, т. е. тип проводимости, и тем самым повышает точность измерения параметров ЭДС Холла,