中国石油大学（华东）：《近代物理实验》课程教学资源（讲义）巨磁电阻效应（PPT）

巨兹电阻效应实险

巨磁电阻效应实验

实验目的 1,了解磁阻效应的基本原理及侧量磁阻 效应的方法。 2,则量锑化铟传感器的电阻与磁感应强 度的关系

实验目的 1. 了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻 效应的方法. 2. 测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强 度的关系

实验原理 一定条件下，导电材料的电阻值R随磁 感应强度B变化的规律称为磁阻效应。应用 这种效应做成的传感器称为磁阻元件

实验原理 一定条件下，导电材料的电阻值R随磁 感应强度B变化的规律称为磁阻效应。应用 这种效应做成的传感器称为磁阻元件

实验原理 个B 当导体或半导体 处于兹场中时， 导体或半导体的 y←-6 UH 载流子将受洛仑 兹力的作用，发 生偏转，在两端产 生积聚电荷并产 图1霍尔效应 生霍耳电场

实验原理 图1 霍尔效应 当导体或半导体 处于磁场中时， 导体或半导体的 载流子将受洛仑 兹力的作用，发 生偏转,在两端产 生积聚电荷并产 生霍耳电场

实验原理 a B 在霍耳电场和外加磁场的 共同作用下，沿外加电场 -e 方向运动的载流子数量将 FB 减少，电阻增大，也就是 由于兹场的存在，增加了电 b 阻，此现象称为磁阻效应。 ◆如果将图2中a端和b端短 路，磁阻效应更明显。 图2兹阻效应

实验原理 在霍耳电场和外加磁场的 共同作用下，沿外加电场 方向运动的载流子数量将 减少，电阻增大，也就是 由于磁场的存在,增加了电 U 阻,此现象称为磁阻效应。 R IS -e v  FB FE ++++++ - - - - - - • B a b 图2 磁阻效应 ◆如果将图2中a端和b端短 路,磁阻效应更明显

实验原理 通常以电阻率的相对改变量来表示兹阻的大小， 即用△plp(0)表示。其中p(0)为零磁场时的电阻率， 设兹电阻电阻值在兹感应强度为B的兹场的电阻率 为p(B),则 △p=p(B)-p(0) 由于磁阻传感器电阻的相对变化率△R/R(0)正 比于△p/p(0)，因此也可以用兹阻传感器电阻的 相对改变量△R/R(0)来表示兹阻效应的大小. △R=R(B)R(O)

实验原理 通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小， 即用Δρ/ρ(0)表示。其中ρ(0)为零磁场时的电阻率， 设磁电阻电阻值在磁感应强度为B的磁场的电阻率 为ρ(B)，则 Δρ=ρ(B)-ρ(0) 由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R(0)正 比于Δρ/ρ(0)，因此也可以用磁阻传感器电阻的 相对改变量ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小. ΔR=R(B)-R(0)

实验原理 △R R(O) 一般情况下外加兹场较 弱时，电阻相对变化率 正比于兹感应强度B的 二次方；随磁场的加强， 与磁感应强度B呈线性 函数关系；当外加兹场 超过特定值时，与磁感 应强度B的响应会趋于 0 BIT 饱和。 图2磁阻效应曲线

图2 磁阻效应曲线 实验原理 R(0) R B/T 0 R(0) R B/T R(0) R B/T 一般情况下外加磁场较 弱时，电阻相对变化率 正比于磁感应强度B的 二次方；随磁场的加强， 与磁感应强度B呈线性 函数关系；当外加磁场 超过特定值时，与磁感 应强度B的响应会趋于 饱和

实验操作要求 1.在锑化铟磁阻传感器工作电流保持不变的条 件下（s=1A),测量銻化铟磁阻传感器的 电阻与磁感应强度的关系，作△R/R(O)B关 系曲线。 2.用磁阻传感器测量一个未知的磁场强度 (275T),与毫特计测得的磁场强度相比较，估 算测量误差

实验操作要求 1.在锑化铟磁阻传感器工作电流保持不变的条 件下（IS=1mA）,测量锑化铟磁阻传感器的 电阻与磁感应强度的关系，作△R/R(0)~B关 系曲线。 2. 用磁阻 传感器 测量一 个未知 的磁场 强度 (275mT),与毫特计测得的磁场强度相比较,估 算测量误差

每一个数据点测量两组数据：磁场强度和磁电阻（电压） 霍尔、磁阻元件

IM 霍尔、磁阻元件 每一个数据点测量两组数据：磁场强度和磁电阻（电压）

磁阻效应测量电路示意图一伏安法 Is直流电流源 磁阻电压表 A B 磁阻器件 s

磁阻效应测量电路示意图——伏安法