半导体器件综合测试实验报告

1实验目的

了解、熟悉半导体器件测试仪器，半导体器件的特性，并测得器件的特性参数。掌握半导体管特性图示仪的使用方法，掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法；

测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下（磁场、霍尔电流）下的霍尔电压，并根据实验结果全面分析、讨论。

2实验内容

测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线，根据图示曲线计算晶体管的放大倍数；

测量霍尔元件不等位电势，测霍尔电压，在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。

3实验仪器

XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置。

4实验原理

4.1三极管的主要参数

4.1.1 直流放大系数

共发射极直流放大系数β

β=-( 4-1)

(I I)/I

C CEO B

时，β可近似表示为

当I I

C CEO

β=( 4-2)

I/I

C B

4.1.2 交流放大系数

共发射极交流放大系数β定义为集电极电流变化量与基极电流变化量之比，即

CE C

v i i β=?=?常数

( 4-3)

4.1.3 反向击穿电压

当三极管内的两个PN 结上承受的反向电压超过规定值时，也会发生击穿，其击穿原理和二极管类似，但三极管的反向击穿电压不仅与管子自身的特性有关，而且还取决于外部电路的接法。

4.2霍尔效应

霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

图4-1 霍尔效应示意图

如图4-1所示，磁场B 位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流s

I （称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。由于洛伦兹力L f 的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力E f 的作用。随着电荷积累量的增加，E f 增大，当两力大小相等（方向相反）时，L f =-E f ，则电子积累便达到动态平衡。这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场H E ，相应的电势差称为霍尔电压H V 。

图4-2 霍尔元件测量磁场电路图

霍尔元件测量磁场的基本电路如图4-2所示，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B 垂直，在其控制端输入恒定的工作电流s I ，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表，测量霍尔电势H V 的值。

5图示仪的工作原理

晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y 方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y 状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。其原理图如图5-1所示。

图5-1 图示仪的工作原理图

图5-1中，R B 、E B 构成基极偏置电路。当B

BE E V 时，/B B BE B I E V R =-（）基

本恒定。晶体管C-E 之间加入锯齿波扫描电压，并引入小取样电阻RC ，加到示

波器上X 轴Y 轴电压分别为：

X CE CA AC CA C C CA V V V V V I R V ==+=-≈

( 5-1)

·Y C C C V I R I =-∝-

( 5-2)

I B 恒定时，示波器屏幕上可以看到一根。I C -V CE 的特征曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。为了显示一组在不同I B 的特征曲线簇I CI =φ应该在X 轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B 也有一个相应的变化。应将E B 改为能随X 轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。如此，绘出I CO =φ（I BO ，V CE ）曲线与I C1=φ（I B1，V CE ）曲线。

6 实验步骤

6.1图示仪测晶体管特性

（1）按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。（2）调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。

（3）将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。

（4）对X 、Y 轴放大器进行10度校准。（5）调节阶梯调零。

（6）选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。

（7）插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。（8）逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线.读出X 轴集电极电压V ce =1V 时最上面一条曲线（每条曲线为20μA ，最下面一条I B =0不计在内）I B 值和Y 轴I C 值，可得

C FE B

I h =

(6-1)I

若把X 轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到电流放大特性曲线。即：

(62)C B

I I β?=

6.2 霍尔效应

（1）断开励磁线圈电流，调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，测量霍尔元件不等位电势。首先短路中间电压表的正负输入，调节调零电位器使电压显示00.00mV 。然后断开励磁电流，调节霍尔元件离开电磁铁以免电磁铁剩磁影响测量数据。最后调节霍尔控制电I CH =10.00mA ，连接好电压表和霍尔输出接线柱，记录数据V 13（控制电流从霍尔元件的1端流向3端）和V 31（控制电流从霍尔元件的3端流向1端）；

（2）测量霍尔电压，调节电磁励磁电流I M =400mA ，对于Si 材料，霍尔控制电流I CH =1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00mA 。测量霍尔电压V ，然后绘I CH -V H 曲线，验证线性关系。首先连接好实验装置与电源的连线。调节霍尔元件在气隙里的位置，角度，使显示的数据最大。然后调节励磁电流I M =400mA ，依次改变励磁电流方向，改变霍尔控制电流方向，然后记录；

（3）对于Si 材料，调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，调节电磁铁励磁电流I M =50,100,200…1000mA 测量霍尔电压，然后绘制I M -V H 曲线，验证线性关系的范围，分析气隙磁场，在电磁励磁电流I M =800mA ，I M -V H 直线下跌的原因。首先连接好实验装置与电源的连线，然后调节霍尔元件在气隙的位置，角度，使显示的数据最大。然后调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，依次改变励磁电流方向，改变霍尔控制电流方向。最后记录实验结果。

7数据记录

7.1晶体管实验数据

表7-1是晶体管实验测量的B I 与β数值。

表7-1 与β测量值

由表7-1可以作出

I与β关系坐标图，如图7-1所示：

图7-1

I与β关系坐标图

从数据和图可以看出：

(1)β不是一个常数，但是在一定的范围内可以近似为一个常数，由我们这组的数据可以看出，在β在50~500A

μ时，β可以认为是一个常数；

(2)

I过大和过小情况下，β值都会变小。

因此，当我们使用三极管时，应该尽量使三极管的输入电流在合理的范围内。

7.2 霍尔效应实验数据

表7-2是霍尔效应实验测量的数据。

表7-2 霍尔效应实验数据（

I=400mA）

由表7-2可以作V

-I CH关系图，如图7-2所示：

图7-2 V

-I CH关系图

由图求得斜率K1=2.4675，据式

H H s

V K I B

=可求出KH=12.82mV/T*mA，再根

据/1/

H H

K R d ned

==可计算载流子浓度n。

表7-3为V

-I M相关数据，

表7-3 V

-I（I=10.00mA）

)

根据表7-3做出V

-I M图，如图7-3所示：

图7-3 V

-I M关系图

实验结论：

1、当霍尔电压保持恒定，改变励磁电流时，测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加，通过作图发现二者之间也满足线性关系；

2、当励磁电流保持恒定，改变霍尔电流时，测量得到的霍尔电压随霍尔电

流的增加而增加，通过作图发现二者之间满足线性关系。

8 实验心得

常用半导体器件复习题

第1章常用半导体器件一、判断题（正确打“√”，错误打“×”，每题1分） 1．在N型半导体中，如果掺入足够量的三价元素，可将其改型成为P型半导体。（）2．在N型半导体中，由于多数载流子是自由电子，所以N型半导体带负电。（）3．本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。（） 4．PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 5．使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏，且集电结也是正偏。（）6．晶体三极管的β值，在任何电路中都是越大越好。( ) 7．模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( ) 8．稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( ) 9．发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( ) 10．光电二极管外加合适的正向电压时，可以正常发光。( ) 一、判断题答案：（每题1分） 1．√； 2．×； 3．√； 4．√； 5．×； 6．×； 7．√； 8．×； 9．×； 10．×。

二、填空题（每题1分） 1．N型半导体中的多数载流子是电子，P型半导体中的多数载流子是。2．由于浓度不同而产生的电荷运动称为。 3．晶体二极管的核心部件是一个，它具有单向导电性。 4．二极管的单向导电性表现为：外加正向电压时，外加反向电压时截止。5．三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结偏置。6．场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是：场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b，源极S对应晶体三极管，漏极D对应晶体三极管的集电极c。7．PN结加正向电压时，空间电荷区将。 8．稳压二极管正常工作时，在稳压管两端加上一定的电压，并且在其电路中串联一支限流电阻，在一定电流围表现出稳压特性，且能保证其正常可靠地工作。 9．晶体三极管三个电极的电流I E 、I B 、I C 的关系为：。 10．发光二极管的发光颜色决定于所用的，目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色。二、填空题答案：（每题1分） 1．空穴 2．扩散运动 3．PN结 4．导通 5．反向 6．发射机e 7．变薄 8．反向 9．I E ＝I B ＋I C 10．材料三、单项选择题（将正确的答案题号及容一起填入横线上，每题1分）

测量小灯泡的电功率实验报告

测量小灯泡的电功率实验报告［实验目的］测量小灯泡的电功率。［实验要求］分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。［实验原理］根据公式，测出灯泡和，就可以计算出小灯泡的电功率。［实验电路图］根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。［实验器材］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。实验数据（记录）表格：小灯泡的额定电压是［实验步骤］ 1．按电路图连接实物电路。 2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。 5．断开开关，整理实验器材。

［注意事项］ 1．按电路图连接实物电路时注意：（1）连接过程中开关应始终处于断开状态。（2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。（3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。 2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。 3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。［实验结论］由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）［结论］（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。

测试技术实验指导书及实验报告2006级用汇总

矿压测试技术实验指导书学号：班级：姓名：安徽理工大学能源与安全学院采矿工程实验室

实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计一、结构简介深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。三、测试方法安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪一、结构简介：顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。

二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。三、测读方法：孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读数横刻线的游标和粗读数刻度管11。当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得

模拟电路习题

第一章半导体器件基础 ⒈ 讨论题与思考题 ⑴ PN 结的伏安特性有何特点？ ⑵ 二极管是非线性元件,它的直流电阻和交流电阻有何区别？用万用表欧姆档测量的二极管电阻属于哪一种？为什么用万用表欧姆档的不同量程测出的二极管阻值也不同？ ⑶ 硅二极管和锗二极管的伏安特性有何异同？ ⑷ 在结构上，三极管是由两个背靠背的PN 结组成的，那么，三极管与两只对接的二极管有什么区别？ ⑸ 三极管是由两个背靠背的PN 结组成的，由很薄的基区联系在一起。那么，三极管的发射极和集电极是否可以调换使用？ ⑹ 场效应管的性能与双极型三极管比较有哪些特点？ ⒉ 作业题题1.1 在硅本征半导体中掺入施主杂质，其浓度为3 17d cm 10 =N ，分别求出在250K 、300K 、350K 时电子和空穴的浓度。题 1.2 若硅PN 结的317a cm 10 =N ，3 16d cm 10=N ，求T =300K 时PN 结的内建电位差。题1.3 流过硅二极管的电流I D =1mA 时，二极管两端压降U D =0.7V ，求电流I D =0.1mA 和10mA 时，二极管两端压降U D 分别为多少？题1.4 电路如图题1.4中二极管是理想的，t U u ωsin m i ?=： ① 画出该电路的传输特性； ② 画出输出电压波形。题图 1.4 题1.5 题图 1.5中二极管是理想的，分别求出题图1.5(a)、(b)中电压U 和电流I 的值。 (a) (b) 题图1.5 题1.6 在图题1.6所示电路中，取5-V

半导体器件物理试题库

半导体器件试题库常用单位：在室温（T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C μn =1350 2cm /V s ? μp =500 2 cm /V s ? ε0=8.854×10-12 F/m 一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。晶向：晶面：（二）填空题 1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。 2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。 3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。 4．线缺陷，也称位错，包括、两种。 5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。 6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。 7．对于N 型半导体，根据导带低E C 和E F 的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。 8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。

9．在Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷4种基本形式的电荷或能态。 10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。（三）简答题 1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？ 2．说明元素半导体Si 、Ge 中主要掺杂杂质及其作用？ 3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？ 4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题 1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题 1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a ，计算晶面（100）、（110）的面间距和原子面密度。 2．掺有单一施主杂质的N 型半导体Si ，已知室温下其施主能级D E 与费米能级F E 之差为 1.5B k T ，而测出该样品的电子浓度为 2.0×1016cm -3，由此计算：（a ）该样品的离化杂质浓度是多少？（b ）该样品的少子浓度是多少？（c ）未离化杂质浓度是多少？（d ）施主杂质浓度是多少？ 3．室温下的Si ，实验测得430 4.510 cm n -=?，153510 cm D N -=?，（a ）该半导体是N 型还是P 型的？（b ）分别求出其多子浓度和少子浓度。（c ）样品的电导率是多少？（d ）计算该样品以本征费米能级i E 为参考的费米能级位置。 4．室温下硅的有效态密度1932.810 cm c N -=?，1931.110 cm v N -=?，0.026 eV B k T =，禁带宽度 1.12 eV g E =，如果忽略禁带宽度随温度的变化

日光灯实验报告答案

日光灯实验报告答案篇一：日光灯实验报告单相电路参数测量及功率因数的提高实验目的 1．掌握单相功率表的使用。 2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。实验原理 1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图所示。由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。图日光灯的组成电路灯管：内壁

涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受

热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。 2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气

混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用)

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实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。三、试验装置

土工实验指导书及实验报告

土工实验指导书及实验报告编写毕守一安徽水利水电职业技术学院二OO九年五月

目录实验一试样制备实验二含水率试验实验三密度试验实验四液限和塑限试验实验五颗粒分析试验实验六固结试验实验七直接剪切试验实验八击实试验土工试验复习题

实验一试样制备一、概述试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。二、仪器设备试样制备所需的主要仪器设备，包括：（1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛；（2）孔径0.075mm的洗筛；（3）称量10kg、最小分度值5g的台秤；（4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；

（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）；（6）击样器：包括活塞、导筒和环刀；（7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。三、试样制备（一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。

第1章课后习题参考答案

第一章半导体器件基础 1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。解：（a）图分析： 1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。即D1导通，D2截止。 2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。综上分析，正确的答案是U O= 1V。（b）图分析： 1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。

2．图所示电路中， E

解：（a）图当u I＜E时，D截止，u O=E=5V；当u I≥E时，D导通，u O=u I u O波形如图所示。 u I ωt 5V 10V uo ωt 5V 10V （b）图当u I＜-E=-5V时,D1导通D2截止，uo=E=5V；当-E＜u I＜E时，D1导通D2截止，uo=E=5V；当u I≥E=5V时，uo=u I 所以输出电压u o的波形与（a）图波形相同。 5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件(R、DA、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V；( 2 )UA= +3V，UB = 0 V。( 3 ) UA= UB = +3V。二极管的正向压降可忽略不计。解：（1）U A=U B=0V时，D A、D B都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F=0V mA k R U I F R 08 .3 9.3 12 12 = = - =

半导体器件复习题与参考答案

第二章 1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm，求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。解：)0(,22≤≤-=x x qax dx d p S εψ )0(,2 2n S D x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22 ≤≤--=- =E x x x x qa dx d x p p S εψ n n S D x x x x qN dx d x ≤≤-=- =E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝1.07μm x 总=x n +x p =1.87μm ?? =--=-n p x x bi V dx x E dx x E V 0 516.0)()( m V x qa E p S /1082.4)(25 2max ?-=-= ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。 2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp＝τn＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/s cm D L p p p 3103-?==τ，cm D L n n n 31045.2-?==τ n p n p n p S L n qD L p qD J 0 + = I S =A*J S =1.0*10-16A 。＋0.7V 时，I ＝49.3μA ，－0.7V 时，I ＝1.0*10-16A 3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区存

日光灯实验报告

日光灯实验报告 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.4 单相电路参数测量及功率因数的提高 1.4.1 实验目的 1．掌握单相功率表的使用。 2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。 3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。 4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。 1.4.2实验原理 1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。图1.4.1日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。 2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。灯管点亮后，电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降（有一半以上电压），灯管两端（也就是起辉器两端）的电压锐减，这个电压不足以引起起辉器氖管的辉光放电，因此它的两个触片保持断开状态。即日光灯点亮正常工作后，起辉器不起作用。 3．日光灯的功率因数日光灯点亮后的等效电路如图1.4.2 所示。灯管相当于电阻负载ra，镇流器用内阻rl和电感l 等效代之。由于镇流器本身电感较大，故整个电路功率因数很低，整个电路所消耗的功率p包括日光灯管消耗功率pa和镇流器消耗的功率pl。只要测出电路的功率p、电流i、总电压u以及灯管电压ur，就能算出灯管消耗的功率pa=i×ur，镇流器消耗的功率pl =ppa ，cos p ui ra 图1.4.2日光灯工作时的等效电路 2．功率因数的提高日光灯电路的功率因数较低，一般在0.5 以下，为了提高电路的功率因数，可以采用与电感性负载并联电容器的方法。此时总电流i 是日光灯电流 il 和电容器电流 ic的相量和：iilic，日光灯电路并联电容器后的相量图如图1.4.3 所示。由于电容支路的电流ic 超前于电压u 90°角。抵消了一部分日光灯支路电流中的无功分量，使电路的总电流i减小，从而提高了电路的功率因数。电压与电流的相位差角由原来的

CAD上机实验指导书及实验报告

北京邮电大学世纪学院实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求（试行）一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。北京邮电大学世纪学院教务处 2009-8

实验报告课程名称计算机绘图（CAD）实验项目AutoCAD二维绘图实验专业班级姓名学号指导教师实验成绩 2016年11月日

1章常用半导体器件题解

第一章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。（1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。（ √ ）（2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ × ）（3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ √ ）（4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。（ ×）（5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。（）（6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。（）解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、选择正确答案填入空内。（1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽（加上正向电压时，内电场被削弱，空间电荷区变窄）（2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 C 。 A. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I （3）稳压管的稳压区是其工作在 C 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿（4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏（5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有。 A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C

三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。

测量小灯泡的电功率实验报告(学生用)

第 1 页《测量小灯泡电功率》实验报告班级_________________姓名_________________ 【课题】测量小灯泡的电功率【实验目的】测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率，理解额定功率和实际功率。【测量原理】_______________________________________. 【实验器材】小灯泡，电源，导线，开关，___________，____________，________________ 【实验电路图】【主要操作步骤】 ①按照电路图连接好电路； ②合上开关，调节_____________，使小灯泡两端的电压为2.5V ，观察小灯泡的__________，读出______________的示数,填入表格； ③调节_________________，使小灯泡两端的电压为3V ，观察小灯泡的______，读出______________的示数，填入表格； ④调节________________，使小灯泡两端的电压为2V ，观察小灯泡的_________，读出_______________的示数,填入表格。 ⑤断开开关，整理实验器材分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。（1）当U 实_________U 额时，则P 实_________P 额，_________，（2）当U 实_________U 额时，则P 实_________P 额，_________，（3）当U 实_________U 额时，则P 实_________P 额，_________。【交流评估】小灯泡两端的实际电压越大,通过小灯泡的电流越（选填“大”或“小”），小灯泡的实际功率越（选填“大”或“小”），小灯泡越（选填“亮”或“暗”），所以小灯泡的亮度是由小灯泡的决定。

《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式

《流体力学》课程实验指导书袁守利编汽车工程学院 2005年9月

前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业热能与动力工程 3.先修课程《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。

实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。二、实验条件伯努利方程实验仪三、实验原理 1．实验装置：图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子

温湿度文献综述

学校代码：学号： HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述题目仓储温湿度报警系统的设计学生姓名专业班级电气工程及其自动化二班学号系（部）电气信息工程系指导教师(职称)蒋威（讲师）完成时间 2011年 3 月 1日

仓储温湿度报警系统的设计综述摘要：为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作，并及时报警提示。本文根据粮仓环境测试的特点，应用现代检测理论，对温室的温度、湿度等环境因子进行自动检测，并实现报警功能，首先介绍了粮仓自动监测系统的发展背景及现状，指出在控制监测方面存在的问题和需要进一步深入探讨、研究的各个方面。关键词：粮仓、单片机、监测、传感器目前，关于这类监测系统的研究，国内外公开发表的文献不多，下面是关于单片机自动监测的一些主要文献：文献[1] 这本书从应用角度出发，精选了国内外最新流行的智能仪器与数据采集系统中的一些有特色、功能很强的新型集成电路20多类100余种。内容涉及仪用放大器，运算放大器，隔离放大器，变送器，A／D、 D／A变换器， LED、LCD驱动器，看门狗定时器，UP电源监控器，数字电位器，闪烁存储器，实时时钟等器件。所优选的每一种器件除阐述其基本功能、电路特点、性能参数和管脚说明之外，更突出器件的使用方法和应用电路。对智能仪器设计、数据采集、自动控制、数字通信和计算机接口这部分设计具有很高的使用和参考价值。文献[2] 这本书是"单片机应用技术丛书"中专门介绍单片机应用系统软件设计的一本著作。书中总结了作者多年来在80C51系列单片机应用系统软件设计中的实践经验，归纳出一整套应用程序设计的方法和技巧。在内容安排上，不仅有实现功能要求的应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法，还以较大篇幅介绍了提高系统可靠性的抗干扰设计和容错设计技术以及程序测试的正确思想方法。附录中向读者提供了完整的系统程序设计样本和经过多年使用考验的定点运算子程序库与浮点运算子程序库的程序文本、注释及使用方法。对于本次设计主要参考的是应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法这一部分的内容。文献[3] 提出MCS-51系列单片机应用系统的构成和设计方法。详细地阐述了应用系统的前向通道（传感器通道接口）、后向通道（伺服驱动、控制通道接口）、人机对话通道和相互通道（单片机应用系统之间的通信接口）的结构设计、

LED小灯实验报告

led流水灯的设计报告课程名称： led流水灯设计学院：大数据与信息工程学院专业：姓名：学号：年级：任课教师：一、实验的背景和意义单片机全称叫单片微型计算机，是一种集成在电路芯片，是采用大规模集成电路技术把cpu随机存储器ram、只读存储器rom、多种输入输出口、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的应用。大致可以分为以下几个范畴: 1、在智能仪器仪表上的应用，例如精确的测量设备；2、在工业控制中的应用，例如用单片机可以构成形式多样的控制系统，与计算机互联网构成二级控制系统等；3、在家用电器中的应用，可以从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话、集群移动通信、无线电话对讲机等；4、在医用设备中的应用，例如医用呼叫机、各种分析仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等等；5在各种大型电器中的模块化作用，如音乐集成单片机，看是简单的功能，微缩在电子芯片中，就需要复杂的类似于计算机的原理。本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的i/o引脚。系统已采用mcs —51系列单片机为中心器件来设计led流水灯系统，实现led左循环显示，并实现循环的速度可调。二、设计目的 1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2.掌握汇编语言程序和c语言程序设计方法。 3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。三、设计任务及要求 1.用个发光二极管作为显示电路 2.实现led动态显示 3.能连续循环显示四、设计思路 led流水灯实际上是一个带有八个放光二极管的单片机最小应用系统，即为由晶振led 灯、电阻、电容器、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。如果要让接在p1.0口的led1亮起来，那么只需要把p1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要让接在p1.0口的led1熄灭，那么只需要把p1.0口的电平变为高电平就可以了；同理，接在p1.1—p1.7口的其他7个led的点亮的熄灭的方法同led1。因此，只要使接在单片机上的八个led灯在接通电源后除了最右端一个其余都亮，一秒后倒数第二个熄灭其余都亮，如此循环往复，就可以达到流水的效果。在此我们还需注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令时的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延迟一段时间，否则我们就看不到“流水”的效果了。五、模块介绍采用at89c51作为主控芯片，将p1分别接8个led实现显示，采用汇编语言编程和c 语言实现。方案框图如下：图2.1 六、元件清单硬件设计主要是介绍构成此led流水灯单灯左移电路的硬件，对原理图、电阻电容模块的主要原件，及电路设计加以解释说明，模块化的加以说明，才不会相互混淆便于准确的说明。 at89c51单片机简介 1、主要特点有： at89c51是4k字节闪速存储器，128字节内部ram，32个i/o口线，2个16位定时器/