2. Описание установки и методика измерений

На рис.3 приведена блок-схема лабораторной установки.

Рис.3. Блок-схема лабораторной установки

В качестве источника сильно поглощаемого света используется арсенид галлиевый светодиод АЛ123А с длиной волны 0,94 мкм (h=1,32 эВ). Измерения V_ФЭМ проводятся на переменном токе с помощью высокочувствительного селективного микровольтметра В6-4 и последующего детектирования сигнала синхронным детектором К3-2. Питание светодиода осуществляется с помощью звукового генератора Г3-34. Измерения проводятся на частоте 400 Гц. Исследуемый образец R помещается в магнитное поле постоянного магнита напряженностью 2000 эрстед.

3.1. Подготовка установки к работе

Перед включением установки тумблеры «сеть» звукового генератора, микровольтметра и синхродетектора должны быть выключены (положение вниз). Положение ручек настройки у

микровольтметра: пределы – 3 V,

режим работы – узкая,

частота измеряемого сигнала – 85-450 Hz,

тумблер «усилитель-генератор» – усилитель,

кнопка «калибровка» - отжата;

звуковой генератора: частота – 400 Hz,

множитель - 10,

пределы шкал ослабления – 50,

шкала прибора - 1,

регулятор выхода – против часовой стрелки до упора;

синхродетектор: диапазон частот – 330 Hz – 1,7 kHz,

тумблер «300 мВ - 3B» – 3В,

постоянная времени – 0,5 сек.

Включите приборы и дайте им прогреться в течение 30 минут.

Селективный микровольтметр. Назначение ручек управления

В верхнем левом углу микровольтметра расположена ручка «Пределы» с гравировкой «100 V, 300 V, 1 mV, 3 mV, 10 mV, 30 mV, 100 mV, 300 mV, 1 V, 3 V», которая определяет предел измерений на широкой полосе. В нашем случае, при работе на узкой полосе пределы уменьшаются в 10 раз.

Под ручкой «Пределы» расположена кнопка с гравировкой «Калибровка», которая отключает напряжение подаваемое на вход микровольтметра, включает генератор калибровки и обеспечивает подачу напряжения калибровки на вход предусилителя. Под кнопкой расположено гнездо с гравировкой «Вход». Под гнездом «Вход» находится ручка «Частота измеряемого сигнала», которая определяет диапазоны частот при работе на узкой полосе и диапазон частот генератора калибровки.

Справа от ручки «Пределы» расположены две ручки «Узкая» и «Генератор» с общей гравировкой «Установка частоты». Ручкой «Узкая» перестраивается частота селекции в пределах диапазонов указанных на гравировке ручки «Диапазоны». Ручкой «Генератор» перестраивается частота генератора калибровки в тех же диапазонах. Под ручкой «Узкая» и «Генератор» расположены две ручки с гравировкой «Точно», которые обеспечивают более точную настройку частоты сигнала и частоты генератора калибровки. Справа от ручки «Частота измеряемого сигнала» расположена ручка «Амплитуда генератора», которая предназначена для регулировки напряжения генератора. Под гальванометром расположен тумблер «Усилитель-Генератор», который переключает вольтметр с выхода микровольтметра на выход генератора калибровки. Ниже под гальванометром расположена ручка «Калибровка», которая предназначена для изменения коэффициента усиления микровольтметра при калибровке. Справа от ручки «Калибровка» расположено гнездо с гравировкой «Выход», которое предназначено для подключения синхродетектора.

3.2. Калибровка

• Включите тумблер «Режим настройки частоты селективного микровольтметра» на лабораторном стенде.

• Ручкой «Регулятор выхода» звукового генератора установите напряжение 2 В.

• Ручкой «Узкая» и ручкой «Точно» добиваются максимального отклонения стрелки гальванометра.

• Переключатель «Усилитель-Генератор» установить в положение «Генератор».

• Нажать кнопку «Калибровка».

• Ручкой «Амплитуда генератора» устанавливаем стрелку гальванометра на деление «25» по нижней шкале.

• Переключатель «Усилитель-Генератор» устанавливаем в положение «Усилитель».

• Ручкой «Генератор» и ручкой «Точно» добиваемся максимального отклонения стрелки гальванометра.

• Ручкой «Калибровка» устанавливаем стрелку гальванометра на деление «25».

• Отпускаем кнопку «Калибровка».

• Ручкой «Регулировка выхода» звукового генератора установить напряжение 0 В (против часовой стрелки до упора).

• Ручкой «Уст. нуля» синхродетектора выставить «0».

Калибровку микровольтметра следует проводить перед каждым измерением.

3.3. Измерения

• Выключить тумблер «Режим настройки частоты селективного микровольтметра» на лабораторном стенде.

• Поместить в магнитное поле образец №2 держателя стенда.

• Ручкой «Регулятор выхода» звукового генератора установить напряжение питания светодиода в диапазоне напряжений от 1 до 3 В.

• Увеличивая с помощью ручки «Пределы» чувствительность микровольтметра зарегистрировать суммарный сигнал ФМЭ и паразитной фотоЭДС.

• Ручкой «Фаза» добиваются максимального отклонения стрелки гальванометра синхродетектора.

• Произвести считывание показаний V_ФМЭ+V_{фотоЭДС} с учетом их знака и показаний ручки «Пределы» микровольтметра при различном направлении магнитного поля.

• Произвести считывание показаний V_{фотоЭДС} в отсутствии магнитного поля.

• Результаты измерений поместить в таблицу.

• Провести аналогичные измерения на образцах №1 и №3 не меняя при этом напряжение питания светодиода.

№ образца	мВ	мВ	мВ	мВ
1
2
3