
- •Лабораторный практикум по Электрофизическим методам исследования диэлектриков
- •Введение
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований электротехнических материалов
- •1.1. Мосты переменного тока
- •1.1.1. Мост переменного тока р577
- •1.1.2. Мост переменного тока р5026
- •1.1.3. Мост переменного тока р5058
- •1.1.4. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения о варисторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрация и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Поляризация диэлектриков Лабораторная работа № 3.1 "Исследование жидкокристаллических индикаторов"
- •3.1. Теоретические сведения о жк-индикаторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к измерениям
- •2. Изучение жк-сегментов индикатора
- •4. Исследование зависимости емкости Сn(u)
- •5. Определение зависимости значений Uпор от частоты f
- •6. Определение частоты fкр в зависимости от напряжения
- •7. Определение зависимостей ε(f) и tgδ(f) материала
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2 "Активная сегнетокерамика"
- •3.2. Основные свойства сегнетоэлектриков
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •1. Испытание 1.
- •2. Испытание 2
- •2.6. Анализ зависимости параметров диэлектрика от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.3 "Исследование свойств радиочастотных кабелей"
- •3.3. Теоретические сведения о радиочастотных кабелях
- •3.3.1. Распространение электромагнитных волн по кабелю
- •3.3.2. Обозначение и строение радиочастотных кабелей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Диэлектрические потери Лабораторная работа № 4.1 "Исследование зависимости ε и tg диэлектрика от температуры и частоты"
- •4.1. Методы оценки диэлектрических потерь
- •4.1.1. Схемы замещения реального конденсатора
- •4.1.2. Расчет величины активных потерь в диэлектрике
- •4.1.3. Мост переменного тока р577
- •4.1.4. Зависимость tg от температуры и частоты
- •4.1.5. Зависимость от температуры и частоты
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Пробой диэлектриков Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Общие сведения о пробое воздуха
- •5.1.1. Влияние различных факторов на пробой воздуха
- •5.1.2. Описание эксперимента
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Тепловые свойства диэлектриков Лабораторная работа № 6.1 "Исследование тепловых свойств диэлектрических материалов"
- •6.1. Методы оценки тепловых потоков
- •6.1.1. Параметры теплового потока
- •6.1.2. Теплопроводность плоской стенки
- •6.1.3. Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.1.4. Влияние факторов на коэффициент теплопроводности
- •6.1.5. Понятие о нагревостойкости материалов
- •6.1.6. Методы измерения температуры и теплового потока
- •6.1.7. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 7. Радиокомпоненты Лабораторная работа № 7.4 "Анализ рядов сопротивлений и конденсаторов"
- •7.1. Номинальные параметры резисторов и конденсаторов
- •7.1.1. Ряды сопротивлений и конденсаторов
- •7.1.2. Гистограмма распределения элементов в серии
- •7.1.3. Экспериментальное построение гистограммы выборки
- •7.1.4. Резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к исследованиям
- •2. Исследование параметров резисторов
- •3. Исследование параметров конденсаторов
- •4. Анализ параметров резисторов и конденсаторов smd
- •Отчетные материалы
- •Тема 8. МаГнитные материалы Лабораторная работа № 8.1
- •8.1. Магнитные законы и материалы
- •8.1.1. Магнитные законы
- •8.1.2. Расчет магнитного поля с помощью закона полного тока
- •8.1.3. Общая характеристика магнитных материалов
- •8.1.4. Основные свойства ферромагнитных материалов
- •8.1.5. Магнитные цепи
- •8.1.6. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование магнитных свойств соленоидов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 8.2
- •8.2. Общие сведения об экранировании магнитного поля
- •8.2.1. Электромагнитное экранирование
- •8.2.2. Количественная оценка эффекта экранирования
- •8.2.3 Описание лабораторной установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к испытаниям
- •2. Определение зависимости индукции в(h) без экранов
- •3. Определение экспериментальной величины э при различных экранах
- •3.1. Исследование экрана из немагнитного полимерного материала
- •Экспериментальная таблица для каждого из экранов
- •3.7. Исследование экрана из немагнитного металлического материала
- •3.8. Исследование экрана из ферромагнитного материала
- •3.9. Исследование двухслойного экрана из различных материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 9. Оптическая пирометрия Лабораторная работа № 9.1
- •9.1. Модели и методы оптической пирометрии
- •9.1.1. Параметры и характеристики теплового излучения
- •9.1.2. Законы теплового излучения
- •9.1.3. Оценка температуры яркостным пирометром
- •9.1.4. Оценка теплового потока от нагретого тела
- •9.1.5. Схема установки и работа с пирометром оппир-017
- •9.1.6. Расчет температуры с помощью оптического пирометра
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов Определение яркостной температуры Тя и расчет температуры т
- •Отчетные материалы
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
Измерения и обработка результатов
1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
1.1. Подготовка к работе
Ознакомьтесь с устройством стенда, на котором находятся образцы, том числе, одиночные кристаллы определенного типа проводимости, а также составные кристаллы, имитирующие строение диода (два кристалла с разным типом проводимости) и биполярного транзистора (три кристалла, два из которых одного типа).
Термозондом (рис. 2.5, а) является нагретое медное жало паяльника, разогрев которого осуществляется постоянным нажатием на кнопку Нагрев. Температуру жала, контролируемую рукой, не следует разогревать выше 50…60 оС. Жало термозонда электрически связано с положительной + клеммой чувствительного гальванометра.
1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
По разрешению преподавателя включите установку. Нагретым жалом термозонда кратковременно и осторожно касайтесь хрупкого кристалла во избежание его повреждения. Одновременно фиксируйте направление отклонения (отброс вправо или влево) стрелки гальванометра (табл. 2.6).
1.3. Проведя анализ схемы, заполните таблицу 2.6 и определите тип носителей кристалла для:
а) трех произвольных одиночных образцов, установленных на стенде;
б) для модели, имитирующей диод и содержащей один p-n-переход;
в) для модели, имитирующей транзистор (два p-n-перехода).
Таблица 2.6
Определение типа носителей с помощью термозонда
Условие эксперимента |
Возможные результаты испытаний |
Образцы |
|||||||
№1 |
№2 |
№3 |
диод |
транзистор |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
Термозонд касается электрода |
Верхнего или нижнего |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Термозонд связан с клеммой гальванометра |
Связан с "+" или с ″–″ клеммой |
Связан с "+" клеммой |
|||||||
Стрелка индикатора отклонилась |
По часовой стрелке или против нее |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
На "+" клемму прибора подается потенциал |
"" или "+" |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Основные носители |
Электроны или дырки |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Неосновные носители |
То же |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Полупроводник |
Донорный или акцепторный |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
1.4. Выключите установку.
1.5. Сделайте заключение о типе материала. Зарисуйте зонную диаграмму данных полупроводниковых структур, отметив примерное положение уровня Ферми Еф.