Экспериментальная установка
Принципиальная схема для снятия вольт-амперной характеристики образца приведена на рис.6.
Рисунок 6- Принципиальная схема для снятия характеристик образца (РИН - регулируемый источник напряжения).
Поле в образце создается с помощью регулируемого источника напряжения РИН на 9 В. Ток через образец контролируется миллиамперметром РА, а напряжение на образце - вольтметром PV. В качестве образца используется диод Ганна миллиметрового диапазона К18В со следующими параметрами:
Номинальное напряжение V, B - 4,5
Рабочий ток I,
mA
-
Равновесная
концентрация электронов n0,
м-3,
- 2∙
Площадь катода
(анода) S,
м2
-
Расстояние
катод - анод d,
м -
Проведение эксперимента
Проверить установку. Вывести регулятор напряжения на РИН в крайнее левое положение (против часовой стрелки). Включить установку.
Медленно увеличивая напряжение до 4 В (до 20 делений по шкале прибора PV), наблюдать показания приборов PV и PA. Не записывая в протокол, отметить характерные участки ВАХ, замедление роста тока и точку перегиба. Вывести регулятор в нулевое положение.
Снять вольтамперную характеристику диода Ганна, увеличивая напряжение до 20 делений по шкале прибора PV, отсчитав 8-10 показаний. Повторить замеры при спаде напряжения.
Выключить установку.
Экспериментальные данные:
u,B |
1 |
1,4 |
1,8 |
2 |
2,5 |
3,5 |
J,A |
0,71 |
0,75 |
0,75 |
0,74 |
0,72 |
0,65 |
Обработка результатов
Расчет зависимости
j=f(
)
Расчитаем контрольную точку, например, для V=2 В:
Подставив значения в (13), получим:
Подставив значения в (14), получим:
Подставив значения в (15), получим:
V=1 В:
V=1,4 В:
V=1,8 В:
V=2,5 В:
V=3,5 В:
Таблица измерений и вычислений
U,B |
1 |
1,4 |
1,8 |
2 |
2,5 |
3,5 |
I,A |
0,71 |
0,75 |
0,75 |
0,74 |
0,72 |
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
Рисунок 7. График зависимости тока от напряжения.
Рисунок 8. График зависимости плотности тока от напряжённости.
Рисунок 9. График зависимости дрейфовой скорости от напряжённости