4 Контрольные вопросы

4.1 Как классифицируются вещества по проводимости?

4.2 Каков механизм образования примесной проводимости полупроводников?

4.3 Как получают полупроводники итипа?

4.4 Чем отличаются основные и неосновные носители заряда?

4.5 Как объясняются явления, происходящие в пере-ходе: а) при отсутствии источника внешнего напряжения; б) при прямом включенииперехода; в) при обратном включенииперехода?

Лабораторная работа № 6 Изучение принципа работы электронных ламп и определение характеристик вакуумного триода

Цель и задача работы: Изучение явления термоэлектронной эмиссии, его применения в работе электровакуумных приборов, получение сеточных вольтамперных характеристик трехэлектродной лампы (вакуумного триода), и расчет его статических параметров.

1 Общие сведения

В основе работы электронных ламп лежит испускание электронов нагретыми металлами (термоэлектронная эмиссия). Ток в вакуумной двухэлектродной лампе (диоде), раскаленный катод которой испускает электроны, зависит от напряжения между катодом и анодом, формы, размеров и взаимного расположения электродов, работы выхода электронов из катода и его температуры.

Размещение между катодом и анодом дополнительного электрода, называемого сеткой, позволяет регулировать ток через лампу. Электронная лампа в этом случае называется вакуумным триодом.

2 Описание лабораторной установки и вывод расчетной формулы

В комплект лабораторной установки входят: электронная лампа на панели, анодный миллиамперметр, сеточный вольтметр с пределом измерения до 6 В, анодный вольтметр с пределом измерения до 150 В, перекидной ключ, потенциометры для регулировки анодного и сеточного напряжения, соединительные провода.

Электрическая цепь для выполнения работы собирается схеме, изображенной на рисунке 1.

При выполнении лабораторной работы следует соблюдать требования техники безопасности при работе с анодным напряжением, чтобы не получить поражение электрическим током. Все необходимые переключения выполнять на обесточенной цепи.

Рисунок 1 Электрическая схема цепи для получения вольтамперных характеристик: Л - трехэлектродная лампа; 1- сетка; 2 – анод;

3 – катод; 4, 5 - нить накала; PА - миллиамперметр; R_а - потенциометр анода; PV1 - вольтметр анода; R_c -потенциометр сетки;

PV2 - вольтметр сетки; БП1 – блок питания постоянного цепи анода; БП2 - блок питания цепи сетки; К - переключатель, для изменения знака потенциала на сетке

Возможности применения вакуумных триодов оценивают по сеточным вольтамперным характеристикам (зависимостям анодного тока от сеточного напряжения), полученным в различных режимах их работы. Примерный ход сеточных характеристик показан на рисунке 2.

Рисунок 2 Примерные сеточные характеристики триода

Величина, характеризующая степень возрастания анодного тока при увеличении сеточного напряжения, называется крутизной сеточной характеристики S. Она показывает на сколько изменится анодный ток при изменении сеточного напряжения на 1 В при постоянном напряжении на аноде. Используя вольтамперные характеристики (рисунок 2), можно вычислить по формуле:

S = , приU_a = Const. (1)

Такое же возрастание анодного тока можно вызвать увеличением анодного напряжения при постоянном сеточном напряжении. Отношение указанного изменения анодного напряжения к изменению сеточного напряжения называется коэффициентом усиления триода при постоянном анодном токе. По сеточным характеристикам (рисунок 2) находимпо следующей формуле:

 =, при I_a = Const. (2)

Внутреннее сопротивление лампы можно определить по закону Ома для участка цепи:

Ом, при U_c = Const. (3)

Рассмотренные величины называются статическими параметрами триода. Для различных типов триодов лежит в пределах 0,5…100 кОм, крутизна характеристики в пределах 0,25…40 мА/В. Между параметрами триода существует простое соотношение:

 = R_i  S. (4)

Соотношение (4) называется внутренним уравнением триода.