3. Порядок проведения работы.
3.1 Определение зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности.
Подготовить цифровой вольтметр к измерению сопротивлений, для чего переключатель рода работ установить в положение «R», предел измерения – «10 мОм». Подключить цифровой вольтметр к клеммам фоторезистора, расположенным на правой боковой панели лабораторной установки.
Подать напряжение на стенд, переведя тумблер питания, расположенный на лицевой панели, в положение «Вкл». Изменяя освещенность регулятором на лицевой панели в соответствии со значениями в табл. 4.1, измерить и занести в табл. 4.1 сопротивление фоторезистора.
Таблица 4.1
E
лк
0
5
10
25
50
75
100
125
150
R
мОм
Rт
b=Rт/R
–
3.2 Снятие семейства вольтамперных характеристик фоторезистора.
Собрать схему в соответствии с рис. 2.5. Подготовить цифровой вольтметр к измерению тока, для чего переключатель рода работ поставить в положение «мкА», предел измерения «100». Установить освещенность Е = 10 лк. Изменяя напряжение на выходе источника постоянного напряжения от 0 до 30 В (через 5 В), измерить и занести в табл. 4.2 значения тока через фоторезистор. Повторить опыт при значениях освещенности 15, 25 лк. Темновой ток (при Е = 0) рассчитать по закону Ома:
Таблица 4.2
E = 0
Е= 10 лк
Е =15 лк
Е = 25 лк
U
Io
I
Iф
Sи
I
Iф
Sи
I
Iф
Sи
В
мкА
мкА
мкА
мкА/лм×В
мкА
мкА
мкА/лм×В
мкА
мкА
мкА/лм×В
0
…
30
3.3 Определение зависимости интегральной чувствительности фоторезистора от величины освещенности.
Зависимость Sи(E) определяется по схеме предыдущего опыта при неизменном значении напряжения U = 25 В. Результаты опыта и расчетов занести в табл. 4.3.
Таблица 4.3
E
лк
0
10
20
40
60
80
100
120
150
I
мкА
Iф
мкА
Sи
мкА/лм×В
4. Оформление отчета
1. Привести схемы экспериментальных установок, данные измерительных приборов и исследуемого фоторезистора.
2. Оформить таблицы с результатами измерений и вычислений. При расчетах использовать формулы (4.1), (4.2).
3. Построить графики R(E), Sи(E) и семейство ВАХ U(I) фоторезистора при освещенностях Е = 10, 15, 25 лк.
4. Сделать краткие выводы по результатам проведенных исследований.
Контрольные вопросы
1. Что такое фоторезистор, из каких материалов его изготавливают?
2. Чем обусловлена фотопроводимость полупроводников?
3. В чем отличие между внутренним и внешним фотоэффектом?
4. Что такое темновое сопротивление, от чего зависит его величина?
5. Что понимают под интегральной чувствительностью фоторезистора?
6. Что такое световая характеристика? В чем причина ее нелинейности?
7. Почему ВАХ фоторезистора при постоянной освещенности линейна?
8. В чем основные недостатки фоторезисторов?
Работа 6. Исследование свойств сегнетоэлектриков
Цель работы – экспериментальная проверка основных теоретических положений, определяющих физические процессы в сегнетоэлектриках при их периодической переполяризации; приобретение практических навыков в построении основной кривой поляризации D(E) и определении потерь в сегнетоэлектрике.
1. Краткие сведения из теории
Сегнетоэлектриками называют кристаллические диэлектрики, диэлектрическая проницаемость которых достигает больших значений (порядка 104…105) и зависит от напряженности электрического поля, температуры и предварительной поляризации.
При поляризации любого диэлектрика , где – вектор электрического смещения, – вектор напряженности внешнего электрического поля, – поляризованность диэлектрика, которая представляет собой электрический момент единицы его объема, eo – электрическая постоянная.
Поляризованность вещества пропорциональна напряженности электрического поля: где c – абсолютная диэлектрическая восприимчивость вещества. В силу этого . Параметр (6.1) носит название абсолютная диэлектрическая проницаемость и характеризует способность диэлектрика к поляризации. Относительная диэлектрическая проницаемость определяется выражением . (6.2)
Сегнетоэлектрики обладают самопроизвольной (спонтанной) поляризацией, связанной с наличием в структуре материала микроскопических областей – доменов, внутри которых диэлектрик поляризован до насыщения. Отдельные домены имеют различные направления электрических моментов. Результирующий электрический момент при этом равен нулю. Если сегнетоэлектрик подвергнуть воздействию внешнего электрического поля, домены ориентируются по полю, и он оказывается поляризованным во всем объеме.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
