Исследование влияния пространственного заряда на прохождение тока в диоде

Отчет по лабораторной работе

Исследование влияния пространственного заряда

на прохождение тока в диоде

Работу выполнили студенты

433 группы:

Введение

В настоящей работе изучается вакуумный диод. В качестве активной излучающей среды выступают интенсивные электронные потоки, процессы в которых существенно зависят от собственного кулоновского поля пучка. Изучение вакуумного диода позволяет теоретически найти распределение потенциала, влияние пространственного заряда на процессы протекания тока в диоде, вольтамперную характеристику диода.

В работе используется упрощенная теория диода, описывающая процессы в диоде с плоской симметрией.

Установка. Установка представляет собой трёханодный диод, запитанный от источников постоянного тока и напряжения. Измеряемые и/или устанавливаемые величины: анодный ток диода, анодное напряжение, ток и напряжение накала катодной цепи.

В работе снимается вольт-амперная зависимость при различных схемах подключения цепи накала к анодной цепи: минус анодного источника питания на минусе цепи накала, минус анодного источника на плюсе цепи накала, и симметричная схема включения – с помощью симметричного делителя напряжения, включенного параллельно цепи накала.

Так же снимается зависимость анодного тока от тока накала, что позволяет рассчитать (используя известную зависимость температуры нити от тока накала) работу выхода вольфрамового катода.

1. Эксперимент

1. Вольт-амперные характеристики диода

1. Схема 1

Измерение ВАХ проводится при подключении установки, отвечающем принципиальной схеме, приведенной на рис. 1. При этом задается фиксированное значение тока накала iнак = 1.480 А, а ВАХ снимается в диапазоне напряжений от 0 до 120 В (рис. 2).

[pic 1]

Рис. 1. Схема экспериментальной установки №1

[pic 2]

Рис. 2. ВАХ при подключении по схеме №1, ток накала 1.480 А Начальный участок вольт-амперной характеристики (до 20 вольт) аппроксимировался законом трех вторых, при этом первеанс составил

P = 18 · 10−3 мА[pic 3]3 .

В2

Отсюда по формуле для цилиндрического диода

[pic 4],

где[pic 5] = 0.4 см, rk= 0.005 см, Sa ≈ 8 см2 – площадь анода, находится удельный заряд электрона:

11 кл

        η = 2.6 · 10        [pic 6].

кг

1. Схема 2

Установка,подключалась следующим образом (см. рис. 3). При фиксированном значении тока накала iнак = 1.500 А снята ВАХ в диапазоне напряжений от 0 до 120 В (рис. 4).

[pic 7]

Рис. 3. Схема экспериментальной установки №2

[pic 8]

Рис. 4. ВАХ при подключении по схеме №2, ток накала 1.500 А