3. Описание и работа установки
Установка предназначена для автоматической записи вольтамперных характеристик генераторных диодов и измерения величины генерируемой диодом мощности. На панели установки (рис.9) расположены: индикаторная лампочка включения сети, ручки управления установкой, стрелочные измерительные приборы. В правой части панели расположены ручки управления:
тумблер «Запись-возврат», обеспечивающий включение и выключение развертки при записи ВАХ;
ручка «Амплитуда» , регулирующая максимальное напряжение развертки;
ручка «Скорость записи», регулирующая время заряда и время разряда конденсатора при записи ВАХ, обеспечивающий нужную скорость записи;
тумблер «Сеть» расположен на левой боковой стенке установки;
выходные гнезда для записи ВАХ - на задней панели.
Рис.9. Передняя панель установки.
На панели измерительных приборов установки расположены:
слева - миллиамперметр, измеряющий ток через диод Ганна (шкала 300 мкА);
в центре - вольтметр для измерения подаваемого на диод Ганна постоянного напряжения (шкала 10 В);
справа - миллиамперметр для измерения тока детектора СВЧ (шкала 1,25 мкА).
СВЧ-тракт установки включает в себя:
СВЧ - генератор с установленным в нем диодом Ганна (АА703Б);
измерительный аттенюатор;
детекторную секцию.
Функциональная схема установки приведена на рис.8.
Рис.8. Функциональная схема установки: ДГ - диод Ганна, ГР - генератор развертки, Д - детекторный диод, Ат – аттенюатор
Измерение генерируемой мощности проводятся при помощи измерительного аттенюатора и детектора. Подводимая к детектору СВЧ мощность величиной 1 мВт обеспечивает ток детектора 1 мА. Таким образом, измеряя ослабление при токе детектора 1 мА из формулы
|
(11) |
можно
вычислить генерируемую диодом мощность
СВЧ (
)
(
=1мВт).
4. Методические указания по выполнению заданий
Перед включением установить ручки в начальное положение:
«Амплитуда», «Скорость записи» - в крайнее левое;
тумблер «Запись-возврат» - в положение «возврат»;
аттенюатор - в положение
.
Включить установку сетевым тумблером, при этом должна загореться лампочка «Сеть».
Для записи ВАХ используется программное обеспечение, доступ к которому возможен с «Рабочего стола» компьютера.
После прогрева в течение 3-5 минут нажать кнопку «Старт» в управляющей программе и затем переключить тумблер «Запись-возврат» в положение «Запись». Амплитуда развертки не должна превышать 9В! ВАХ диода записывается при значении амплитуды 9В.
По завершении построения ВАХ рассчитывается отрицательное дифференциальное сопротивление.
Внимание! Перед каждым измерением аттенюатор должен устанавливается в положение !
5 Указания по оформлению отчета
Допускается подготовка отчета в текстовом редакторе либо в рукописном виде.
Отчет должен содержать:
1. Название работы.
2. Фамилию, имя, отчество студентов, выполнявших работу.
3. Введение. Во введении формулируется цель исследований.
4. Краткое изложение теории, поясняющей физическую сущность изучаемого эффекта, смысл измеряемых зависимостей и физических величин.
5. Методику исследований. Приводится описание установки, объекта исследований. Здесь же приводятся необходимые конечные расчетные формулы с пояснением входящих в них величин, оценка погрешности измерений.
6. Экспериментальные результаты и их обсуждение. На основании таблиц экспериментальных данных (образец ее приведен ниже), графических зависимостей с построенными спектрами, а также численных значений рассчитанных величин, указанных в задании, отмечаются основные закономерности, анализируются физические явления, лежащие в их основе.
Примечание:
Оформленный отчет по выполненной работе предъявляется преподавателю перед началом выполнения следующей работы.