Определение температуры катода. Исследование вольт-амперной характеристики. Определение тока насыщения, работы выхода W и эмиссионной постоянной G

Обработка результатов измерений

Задание 1. Определение температуры катода.

Измеряя ток накала от 1.3 А до 1.7 А через каждые 0.1 А, измерим соответствующие значения напряжения накала и занесём результаты в таблицу 6.1

Таблица 6.1

№	Iн, А	Uн, В	T,К	I0, мА	x=1/T	y=ln(I0/T2)
1	1,3	2,4	2035,27	0,022	0,000491	-25,9612
2	1,4	2,8	2154,79	0,25	0,000464	-23,6449
3	1,5	3,2	2266,69	0,7	0,000441	-22,7166
4	1,6	3,6	2372,40	3,7	0,000422	-21,1427
5	1,7	4,2	2503,27	9,2	0,000399	-20,3393

Вычислим значения абсолютной температуры катода по формуле  и занесём их в четвёртую колонку таблицы 6.1. где  – постоянная Стефана-Больцмана;  - степень черноты поверхности катода; площадь поверхности катода можно найти, зная его длину l и диаметр d, по формуле:  .

Для исследуемого диода d=0.11 мм и l=32 мм.

Задание 2. Исследование вольт-амперной характеристики

Установив ток накала 1,5 А и с помощью ручки регулировки изменяя напряжение  от -1 В до +110 В. Занесём измеренные значения тока и напряжения в таблицу 6.2.

Таблица 6.2

UA, В	IA, мА
10	0,65
20	0,76
30	0,8
40	0,81
50	0,81
60	0,81
70	0,81
80	0,82
90	0,82
100	0,82
110	0,83

Построим график зависимости

Вольт-амперная характеристика

Задание 3. Определение тока насыщения, работы выхода W и эмиссионной постоянной G.

Проведём измерения вольт-амперных характеристик только в линейной области насыщения для шести различных напряжений 40…100 В. Результаты измерений занесём в таблицу 6.3

Таблица 6.3

№	Iн=1,3 А		Iн=1,4 А		Iн=1,5 А		Iн=1,6 А		Iн=1,7 А
	UA	IA	UA	IA	UA	IA	UA	IA	UA	IA
1	40	0,02	40	0,24	40	0,66	40	3,5	40	8,4
2	50	0,02	50	0,24	50	0,66	50	3,6	50	8,6
3	60	0,021	60	0,25	60	0,67	60	3,6	60	8,8
4	80	0,021	80	0,25	80	0,69	80	3,68	80	9,2
5	90	0,022	90	0,25	90	0,70	90	3,7	90	9,1
6	100	0,023	100	0,26	100	0,71	100	3,71	100	9,5
I0	0,022		0,25		0,7		3,7		9,2

Построим графики для линейной аппроксимации зависимости IA (UA) и найдём экстраполированные  значения токов насыщения на основе формулы , где

 g= – угловой коэффициент.

Запишем полученные величины внизу каждой колонки таблицы 6.3

 

Найдём А:

При х=0 Y=A=4,3032

Найдём B:

При y=0, x=7,05188*10^-5

B=tg(a)=(4,3032)/( 7,05188*10^-5)=-61022

Вычислим G

Вычисление W

W=-B*k=61022*1,38*10^-23=8,042*10^-19 Дж

W=8,042*10^-19 /1,6*10^-19≈5 ЭВ

 Расчёт погрешности

Погрешность измерения Т

Проводим измерение погрешности на основе 1 эксперимента.

Погрешность измерения G