Измерение электрических величин.

Измерение электрических величин. Осциллограф «Наука начинается с тех пор, когда начинают измерять» . Д. И. Менделеев С. И. Кононенко Введение в физпрактикум

Осциллограф n Осциллограф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; измерения) амплитудных и временных параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на ленту. n Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовых частот. С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 2

Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д. ) — в зап. -европ. языках oscilloscop(e) По способу обработки входного сигнала Аналоговый Цифровой С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 3

Осциллограф По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16 -ти и более (n- лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов). Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 4

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты). С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 5

Осциллограф С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 6

Осциллограф Электроннолучевая трубка С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 7

Развертка Фигуры Лиссажу Jules Antoine Lissajous; С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 8

Фигуры Лиссажу С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 9

Фигуры Лиссажу Если отношение частот сигналов, которые подаются на входы осциллографа рациональное число, то кривые на экране будут замкнутые. Фигуры Лиссажу С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 10

Развертка Существует 2 режима работы развертки: • непрерывный • ждущий. С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 11

Развертка С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 12

Синхронизация С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 13

Синхронизация бывает от собственного генератора, от сети переменного тока или исследуемым сигналом С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 14

Входная цепь Открытый и закрытый вход С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 15

Полоса пропускания 1 - с открытым входом; 2 – с закрытым входом С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 16

Настройка осциллографа . С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 17

Настройка осциллографа 1. Включите осциллограф, нужно дать время прибору прогреть трубку до тех пор, пока на экране не появится точка или линия. 2. Установите ручку развертки времени в положение 1 мс/дел. Такое значение представляет золотую середину для калибровки прибора. 3. Установите ручку "Вольт/деление" в положение 5 В/дел. Начинать измерения необходимо с грубых пределов, чтобы не сжечь усилитель. 4. Установите ручку контроля синхронизации в положение "Авто" Выберите внутреннюю синхронизацию и тип сигнала — переменного тока (без постоянной составляющей). 5. Ручки выбора положения луча (вверх/вниз и вправо/влево) установите таким образом, чтобы видеть на экране луч. 6. Подсоедините ко входу прибора выводы (вход закрытый)с металлическими щупами. 7. . Ручкой вертикального положения добейтесь установки луча в первой клетке снизу 8. . Ручкой горизонтального положения добейтесь установки луча примерно посередине экрана. Необязательно делать это с точностью до миллиметра. 9. Подайте измеряемый сигнал. 10. Ручкой «Вольт/деление» добейтесь появления изображения на экране. 11. Ручкой развертки подобрать необходимую длительность. 12. Если изображение двигается, ручками стабильность и уровень сигнала добиться неподвижного изображения. 13. Снять отсчет в делениях экрана и умножить на множитель усилителя и множитель развертки. . . С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 18

Осциллограф С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 19

Полупроводники По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное место между хорошими проводниками и диэлектриками. К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др. ), огромное количество сплавов и химических соединений. Самым распространенным в природе полупроводником является кремний, составляющий . около 30 % земной коры. Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде всего в зависимости удельного сопротивления от температуры. С понижением температуры сопротивление металлов падает У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 20

Полупроводники Ток электронов и дырок I = In + Ip. При заданной температуре . полупроводника в единицу времени образуется определенное количество электронно-дырочных пар. Образование сопровождается рекомбинацией Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников. С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 21

Полупроводники Необходимым условием резкого уменьшения удельного сопротивления полупроводника при введении примесей является отличие валентности атомов примеси от валентности основных атомов кристалла. Проводимость полупроводников при наличии примесей . называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости. Электронная проводимость возникает, когда в кристалл Атом мышьяка в решетке германия с четырехвалентными атомами германия. Полупроводник n введены пятивалентные атомы (например, -типа. атомы мышьяка, As). С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 22

Полупроводники . Атом индия в решетке германия. Полупроводник p-типа С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 23

Полупроводники . Донорные и акцепторные уровни С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 24

p-n переход В полупроводнике p-типа концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — носители заряда, хаотично двигаясь, перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше. При такой диффузии электроны и дырки переносят с собой заряд. Как следствие, . область на границе станет заряженной, и область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе раздела, получит дополнительный отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получит положительный заряд, приносимый дырками. Таким образом, граница раздела будет окружена двумя областями пространственного заряда противоположного знака. Электрическое поле, возникающее вследствие образования областей пространственного заряда, вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие и перетекание зарядов прекращается. С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 25

p-n переход . Вольтамперная характеристика диода С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 26

Диод Выпрямление переменного тока . при помощи диода С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 27

Выпрямитель . С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 28

Выпрямитель . С. И. Кононенко Введение в физпрактикум 29