Ćwiczenie E11

Ćwiczenie E11
CHARAKTERYSTYKA DIODY I POMIAR PRĘDKOŚCI
WYJŚCIOWEJ ELEKTRONÓW
Przyrządy:
Dioda, 2 zasilacze, woltomierz, miliamperomierz.
Dioda jest najprostszą lampą elektroniczną. W ćwiczeniu wyznaczymy charakterystyki
diody (zależność prądu anody Ia od tzw. napięcia anody Ua) dla trzech napięć żarzenia:
3,0V, 4,0V, 5,0V.
Schemat połączeń przedstawia rysunek.
Następnie obliczamy nachylenie charakterystyki S:
S=
dI a
dU a
oraz
R=
1
S
zwany oporem wewnętrznym diody
Kolejność wykonywanych czynności:
1. Połączyć obwód według schematu na rysunku.
2. Po uzyskaniu zezwolenia prowadzącego ćwiczenia podłączyć zasilacze ZT-980 i ZST 1
do sieci. Przy ustalonych trzech wartościach napięcia żarzenia (3,0V, 4,0V, 5,0V –
zasilacz ZST 1) zdjąć charakterystyki diody zmieniając napięcie anodowe od 0 do 20V
co 2V, a następnie od 30V do 90V co 10V (zasilacz ZT-980).
Wyniki notujemy w tabeli.
Uż
Ua
[V]
Ia
[mA]
3. W celu wyznaczenia prędkości wyjściowej elektronów dla napięć żarzenia 4,0V, 5,0V i
6,0V obwód zasilamy z zasilacza ZT-980
przykładając ujemne napięcie na anodę
(zamieniamy przewody zasiające układ miejscami).
Zwiększamy napięcie anodowe od wartości minimalnej (przy której wartość prądu będzie
równa 0A) i notujemy tę wartość, gdy prąd anodowy osiągnie zero (pięć pomiarów dla
każdego napięcia żarzenia).
Wyniki notujemy w tabeli:
Uż
Uah
v
[V]
[V]
[m/s]
4. Obliczamy prędkości wyjściowe najszybszych elektronów ze wzoru:
v= 2
e
U ah
m
ładunek e = 1,6022 * 10-19 C
masa e = 9,1094 * 10-31 kg
5. Rysujemy wykresy zależności Ia=f(Ua) dla trzech napięć żarzenia - we wnioskach
zamieszczamy spostrzeżenie, czy charakterystyka jest podobna do charakterystyki diody z
katodą tlenkową, czy wolframową.
6. Obliczamy nachylenie charakterystyki diody oraz jej opór wewnętrzny.
.
7. Oceniamy niepewności Ia oraz Ua na podstawie klasy dokładności i zakresów użytych
przyrządów pomiarowych.
Wymagania:
- zasada działania i zastosowanie diody [l, 7]
- zjawisko emisji elektronów oraz sposób znalezienia prędkości wyjściowej
najszybszych elektronów [1, 7]