Задание по работе и порядок ее выполнения

1. Ознакомиться с настоящим описанием, лабораторным стендом и методикой эксперимента.

2. Узнать у преподавателя тип прибора, который надлежит исследовать. Ознакомиться с устройством прибора. Зарисовать схемы расположения электродов в приборе, энергетическую диаграмму катода, предельные параметры катода и прибора (напряжение накала, максимальный ток, напряжение в анодной цепи и т. д.). Так как токи диодов в различных областях ВАХ значительно отличаются друг от друга, области ВАХ следует снимать отдельно!

3. Снять начальный участок вольт-амперной характеристики исследуемого прибора: I_a = f(U_a) при U_н = сonst = U_{н раб}. К снятию ВАХ приступить только после 3-минутного прогрева катода прибора, в течение которого происходит стабилизация теплового режима. При подаче напряжения на прибор вначале подается необходимое напряжение накала, а затем – анодное напряжение. Начальный участок ВАХ снимают в такой последовательности: устанавливают переключатель полярности в положение «–» и, медленно увеличивая отрицательное анодное напряжение, устанавливают режим, при котором I_a = 0. Затем, понижая отрицательное анодное напряжение, снимают зависимость I_a = f(U_a) с заходом в положительную область до U_a = +(1–2) В.

4. По снятой ВАХ 3 определить температуру катода .

5. Проверить выполнение закона степени 3/2, для чего необходимо снять 2-й участок ВАХ (см. рис. 4) при U_a = сonst = U_{н раб}. Так как наивысшая плотность пространственного заряда имеет место при U_a = 0, ВАХ следует снимать в диапазоне небольших анодных напряжений, начиная с U_a = 0. Для одной из точек кривой участка 2 ВАХ (точка С) рассчитать плотность пространственного заряда ρe. Для проверки выполнимости закона степени 3/2 надо пользоваться методикой, показанной на рис. 6.

6. Проверить наличие эффекта Шоттки при различных режимах работы катода, для чего необходимо снять ВАХ прибора в области высоких анодных напряжений и участок ВАХ: I_a = f(U_a) при U_н = сonst. Вольт-амперная характеристика снимается при U_н, используемых в эксперименте п. 3 задания. При исследовании прибора в случае высоких U_a следует опасаться превышения анодного допустимого тока, которое может привести к перегреву анода. ВАХ в области высоких U_a снимается быстро. Оставлять включенным прибор при повышенных U_a не рекомендуется!

7. По данным п. 6 построить полулогарифмические прямые Шоттки (16) (см. рис. 8), по которым определить температуру катода и сравнить ее с результатами, полученными в п. 4.

8. Снять зависимость тока анода от напряжения накала при двух значениях напряжения анода: I_a = f(U_н) = f(T) при U_a = U_a1, U_a2, U_a1 выбираются в области существования отрицательного объемного заряда, а U_a2 – в области насыщения анодного тока: I_a = f(U_н) при U_a = сonst. Выбор величины U_a следует произвести по кривым, полученным в пп. 5 и 6. Снятие характеристики нужно начинать с U_{н max} и затем, снижая напряжение накала и выдерживая прибор 2-3 минуты для стабилизации температурного режима, фиксировать анодный ток.

9. По данным п. 8 согласно уравнению (18) построить прямую Ричардсона и по ней определить постоянную уравнения термоэлектронной эмиссии A и работу выхода катода eφ_o.