- •Министерство образования и науки российской федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Физика твёрдого тела, часть 2
- •К лабораторным работам по дисциплине «Физика»
- •Лабораторная работа №7-3. Исследование электролюминесценции кристаллофосфоров
- •1. Введение
- •1.1. Люминесценция и её основные свойства
- •1.3.1. Спектры электролюминесценции
- •1.2. Механизм свечения кристаллофосфоров
- •1.3. Основные характеристики электролюминесценции кристаллофосфоров
- •1.3.2. Зависимость яркости от напряжения
- •1.3.3. Частотная зависимость яркости
- •1.4. Электролюминесцентный источник света
- •2. Описание лабораторной установки
- •4. Обработка результатов измерений
- •5. Требования к отчёту
- •6. Контрольные вопросы
- •1.2. Контактная разность потенциалов и барьерная ёмкость электронно-дырочного перехода в полупроводниках
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Измерение зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от обратного напряжения
- •3.2. Определение контактной разности потенциалов
- •4. Требования к отчёту
- •5. Контрольные вопросы и задания
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 7-5 изучение явления термоэлектронной эмиссии и определение работы выхода электронов из металла
- •1. Постановка экспериментальной задачи
- •1.1. Металл как потенциальная яма
- •1.2. Распределение свободных электронов в металле по энергиям
- •1.3. Работа выхода
- •1.4. Уравнение термоэлектронной эмиссии
- •2. Методика определения работы выхода электрона из металла (метод прямых Ричардсона).
- •3. Схема и описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •4.1. Исследование зависимости анодного тока от напряжения между анодом и катодом при различных температурах катода (снятие вольт-амперных характеристик)
- •4.2. Определение токов насыщения и вычисление работы выхода электрона из вольфрама
- •5. Требования к отчету
- •6. Контрольные вопросы и задания
- •Литература
- •3.4. Измерение частотной зависимости яркости 10
- •625036, Г.Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Г.Тюмень, ул. Киевская,52
2. Описание лабораторной установки
Одним из наиболее чувствительных методов измерения ёмкости резонансный. Суть метода заключается в том, что измеряемый конденсатор подключается к колебательному контуру, предварительно настроенному в резонанс. Измеряя параметры контура или частоту сигнала, вновь добиваются резонанса. Измеряемую ёмкость определяют по изменению параметров контура или частоты.
В данной лабораторной
работе ёмкость p-n-перехода
измеряется с помощью прибора, называемого
измерителем добротности (схема установки
приведена на рис.4). В измерителе
добротности используется резонанс
напряжений в последовательном
колебательном контуре, образованном
катушкой индуктивности
и конденсатором ёмкости
.
Переменное напряжение на измерительный
контур подаётся с генератора высокой
частоты ГВЧ. Напряжение на конденсаторе
измеряется вольтметром, шкала которого
проградуирована в единицам добротности.
Диод
при помощи ключа
подключается параллельно к ёмкости
.
Регулируемое обратное напряжение
(напряжение смещения) подаётся на диод
от блока питания БП через потенциометр
и измеряется вольтметром
.
Катушка индуктивности
и конденсатор
являются разделительными элементами,
они предназначены для развязки цепей
постоянного и переменного токов.
Рис.4. Схема лабораторной установки
3. Порядок выполнения работы
3.1. Измерение зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от обратного напряжения
Ознакомиться со схемой измерительной установки (рис.4).
Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации измерителя добротности.
Включить измеритель добротности в сеть. После прогрева (в течение 5 минут) приступить к измерениям.
Изменяя ёмкость , настроить колебательный контур в резонанс. Измерить резонансное значение ёмкости колебательного контура
,
при этом ключ
должен быть разомкнут.Включить блок питания БП в сеть, установить с помощью потенциометра требуемое обратное напряжение на диоде VD (диапазон изменения напряжения указан на стенде). Ключ замкнуть.
Изменяя ёмкость , снова настроить колебательный контур в резонанс, измерить резонансное значение ёмкости. Результат занести в таблицу 1.
Вычислить барьерную ёмкость как изменение ёмкости резонансного контура:
.Аналогичные измерения провести при различных значениях обратного напряжения.
Таблица 1. Результаты измерений.
=…
при
|
|||
, В |
, пФ |
|
, (пФ)-2 |
… |
… |
… |
… |
3.2. Определение контактной разности потенциалов
Вычислить значения , соответствующие каждому значению обратного напряжения.
Построить график зависимости
,
не забывая, что на переход подавалось
обратное напряжение, которое условились
считать отрицательным.Экстраполировать прямую в область положительных значений напряжений до пересечения с осью абсцисс и определить , как показано на рис.3.
4. Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
Перечень измерительных приборов и их характеристики.
Схему измерений.
Результаты измерений барьерной ёмкости при различных обратных напряжениях (таблица 1).
График зависимости .
Определённое из графика значение контактной разности потенциалов.
