电生理学特性

2024-11-30

电生理学特性（精选7篇）

电生理学特性篇1

0 引言

依据植物生理水分的变化信息来实施精细灌溉, 是实现农业节水高产的一个重要手段。叶片的生理水分状况能敏感地反映植株干旱程度, 而叶片含水率、叶水势等参数又与叶片生理电特性有密切的关系, 如果以叶片为电容器的介质, 随着叶片水分状况的变化其介电常数必然不同, 会在阻抗值上反映出来, 从而可以获知植物的需水信息。所以, 应用植物的电特性来快速测量植物水分盈亏状况已经成为快速诊断植物需水状况的新途径[1,2]。要进行植物电特性的测量, 需要有一定频率的激励信号源, 不同的频率激励信号对植物生理水分有不同的反映[3,4];所以如何找到能够直观和有效地反映植物生理水分的敏感频段已经成为实现植物水分快速测试技术和相应仪器开发的一个难点[5,6]。通常的频率激励信号源由于频率范围的限制, 不能有效地找出敏感频段, 本研究采用10μHz～32MHz 的宽频高灵敏度精密频响仪, 对卷心菜叶片从10Hz～1MHz的宽范围全频段扫描, 连续记录卷心菜叶片在不同含水量时的阻抗、电阻、电抗值, 从而分析得出反映叶片含水率的敏感频段, 并试图在此敏感频率的激励下, 得到植物生理水分与电特性的相互关系。

1 实验仪器与方法

1.1 实验仪器

实验将英国输力强公司的1287电化学界面与1260频响仪联合使用, 并用1294阻抗接口扩大1260频响仪的测量范围, 测量不同干旱程度的植物叶片阻抗, 全频段对样本阻抗进行扫描并记录;采用配套的阻抗分析软件ZPlot进行数据分析和处理。采用的1260频响仪是迄今可得的最精确、最方便灵活和最强有力的频响分析仪。 1260为阻抗谱的测量提供出色的指标:

1) 宽广的频率范围, 从10μHz到32MHz。

2) 很高的测量精度。测量精度为0.1%, 相位精度0.1度, 即使样品行为中有微小的变化也可被检测到并定量化。

3) 可实现无噪分析。1260使用单正弦波相关技术, 该技术能内在地消除那些简单仪器所困扰的噪声及谐波失真干扰。

4) 较高的频率分辨率。六千五百万分之一。

采用1260频响仪测量阻抗比之于其它测量技术和仪器的优越性在于:数据采集快速, 测量精确而重现, 可分析不同频段的阻抗变化。

1287电化学界面是一台高精度宽频带的恒电位/恒电流仪, 它利用脉宽转换技术, 使仪器在整个量程范围内达到了高精度、高线性度及高稳定性。与1260联用时, 它提供了全面的交流/直流测试能力。在高频阻抗测量时, 有源屏蔽技术将电缆阻抗效应降到最小, 使1287可以应用到整个10μHz到1MHz频率量程。1287既可进行直流测试, 又可进行交流阻抗测量, 使来自频响分析仪或阻抗谱分析仪内部发生的波形能叠加到极化信号上。

1294阻抗接口, 扩展了频响仪测量生物阻抗的范围, 能够以一定的电压或电流刺激被测样本, 还能检测到1pA的电流。

1.2 实验材料

为了有较长的实验周期和较大的变化率, 实验选用叶片厚实的卷心菜作为样本, 采用不浇水的措施, 使卷心菜叶片含水率随时间逐渐降低。随着叶片含水率的变化, 叶片的生物阻抗也随之变化, 该变化由Solartron anylytical公司1260频响仪、1287电化学界面和1294阻抗接口组合进行测量。

1.3 实验方法

采用突刺法对样品进行测定, 即用4个探针刺入卷心菜叶片进行测量。1294阻抗接口有4个与被测样本相连的接口, 每个接口处接一根铜丝, 分别将它们按一定的顺序刺入卷心菜叶片。预热10min之后, 运行ZPlot进行测量并保存数据。每隔24h进行1次实验, 96h时卷心菜开始枯萎, 停止实验。根据仪器使用说明, 刺入探头时, 注意4个探头要排成一条线。用相位分析仪进行测量, 保存实验数据和图像。按此方法, 第2天在同一叶片相同地方再测量, 连续测量数天, 直到叶片干枯。在实验过程中不给植株浇水, 直到植株自然干死。

2 实验结果与分析

将ZPlot记录下来的阻抗值提取出来, 绘制成5个不同实验时段的电抗曲线和电阻曲线, 如图1和图2所示。

图1记录了连续5天叶片含水率逐渐降低时, 全频段电抗值的变化。由图1可得, 在10 Hz～1MHz的激励频段范围内, 当频率小于25kHz时, 叶片生理电抗值 (负数表示容抗) 随着频率的增加而减小;在大于25kHz频率时, 随着频率的增加而增大。当频率为10Hz～1kHz范围和100kHz～1MHz范围内时, 不同含水率样本电抗值差异不显著, 而在1k～100kHz范围, 卷心菜叶片的生理电抗随着干旱程度的增加逐渐变小, 其中在频率为25kHz左右时, 5种含水率样本的电抗值差异最显著, 可以用电抗值表示不同程度的含水率。因此, 可以得出敏感频率为25kHz。

图2记录了连续5天叶片含水率逐渐降低时, 全频段电阻值的变化。从图2中可以看到, 激励频率大于1 kHz时, 生理电阻值与激励频率呈负相关性, 且大于10kHz后, 不同含水率样本的电阻值差异不显著;激励频率小于1kHz时, 随着频率的降低, 叶片的电阻值基本趋于平稳, 表明与激励频率基本无关, 并且不同含水率对应的电阻值差异也较显著 , 能够用电阻值来反映不同程度的含水率。所以小于1kHz的频段都可作为电阻值的敏感频段, 为测量仪器的选择方便起见, 可考虑采用100Hz。

由于卷心菜叶片含水率随着时间的推移而逐渐降低, 所以由图3可见, 在敏感频段的激励下, 叶片阻抗值的变化与含水率的变化存在着一定关系。其中, 图3 (a) 中, 在频率为25kHz的激励下, 叶片电抗随含水率下降而减小, 呈正相关性;图3 (b) 中, 在频率为100Hz的激励下, 叶片电阻值随含水率下降而升高, 呈负相关性。

3 结论

叶片的电容值相对稳定, 受其它因素影响较小。通过实验, 可以看到随植株干旱程度增加, 叶片生理电容值逞有规律地逐渐变小趋势。不管是从叶茎还是叶肉上, 都能看到明显、相近的趋势。因此, 用植物的电特性来测量植株的干旱程度是较理想的。

将敏感频段的采样点单独取出, 并按时间序列, 做出叶片阻抗、电抗的变化曲线, 如图3所示。

试验研究表明, 反映样本叶片含水率的叶片电抗的敏感测试频段是25kHz左右, 反映样本叶片含水率的叶片电阻的敏感测试频段小于1kHz, 推荐在100Hz左右。同时, 植株叶片生理电抗值随植株干旱程度增加而逐渐变小, 叶片电阻值随含水率下降而升高。

因此, 可以将未来的试验范围缩小到敏感频段, 连续扫描, 得到叶片生理电特性随叶片含水率变化的准确变化规律和数学模型, 并在此基础上开发相关测量仪器。

参考文献

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电生理学特性篇2

1 材料与方法

1.1 实验对象

成年健康杂种犬14只(大连医科大学动物实验室提供),雌雄不限,体重(14±3.4)kg。戊巴比妥30mg/kg腹腔注射麻醉,将犬仰卧位固定于导管床上,并行气管插管,实验过程维持血氧饱和度95%,必要时连接呼吸机,呼吸频率为(14～16)次/分,调节通气量保持PH值维持在7.35～7.45之间。

1.2 仪器设备

乏极化银-氯化银MAP/起搏联合电极导管。程序心脏电刺激仪(Bitronic UHS型)。多导生理仪(美国Prucka)滤波范围(0～500)Hz以上。介入治疗室INOVA2000STATION工作站(美国GE)。

1.3 实验步骤

经双侧股静脉及一侧颈内静脉穿刺放置3根鞘管,分别置入3根标测电极导管,根据需要包括冠状窦电极、高位右房(right atrium,RA)电极及MAP电极。经右股静脉鞘管,将MAP电极送入RA。电极送入心房内垂直接触高位RA,然后给导管轻轻加压,此时心电图上出现快速的双向反折,表明探查电极已与心内膜接触,继续给导管加压,MAP逐渐增大,经2～6跳后达到稳定后记录基础状态下RA满意的MAP(满意的MAP图形要求基线平稳、振幅5mv、前后波折<20%MAP幅度)。MAP记录的滤波频率为(0.05～500)Hz,心房双极电图为(30～500)Hz。

1.4 试验方案

对14只犬在高位右房以起搏电压为2倍于舒张期阈值[均值为(3±1.8)v],脉宽1.0ms,进行心房起搏(S1S1)。以300ms的S1S1间期发放50个刺激后,以10ms为步长逐渐递减,诱发房颤或不能1:1夺获心房。每次起搏间有1分钟的起搏间歇期。然后在基础心律20跳之后,S1S2间期从300ms开始,每8个基础刺激之后加入一个期前刺激,以低于S1S1(10～20)ms行S1S2早搏刺激,以10ms进行性递减直到到达心房有效不应期(atrial effective refractory period,ERP)并同时记录MAP。每次的S2激后有5s的SIS1起搏间隔。行房间隔穿刺将MAP记录电极导管置入左房(left atrium,LA)后壁,记录基础状态下LA满意的MAP。进行冠状窦起搏,重复上述试验方案。

1.5 观测指标

1.5.1 心房MAP及电生理指标

使用多导生理仪(Prucka)记录MAP信号和冠状窦双极电极并在实验完成后进行细致分析。所有的MAP记录由两个观察者互相独立进行人工分析。(1)复极达90%时的动作电位时程(APD90),测量S1S1刺激时连续三个MAP,取平均值。(2)ERP为以2倍的舒张期阈值的刺激,不能产生局部夺获的最长耦联间期。(3)心房相对不应期(atrial relative refractory period,RRP)为刺激区开始出现传导延迟的最长耦联间期。出现刺激局部传导延迟的最长S1S2间期来确定RRP。

1.5.2 RAF在S1S2的早搏刺激后,发生2个以上的连续心房活动。

从心房刺激到RAF第一个激动的间期(相邻MAP起始部位的间期)必须小于250 ms。

1.5.3 起搏诱发APD电交替(APD alternans)

当进行性起搏间期(S1S1)缩短的程度达到了某一值可以产生下一次除极的动作电位时程的缩短,因此在连续的心房间MAP形态和间期有交替变化,称为APD电交替现象。

1.5.4 AF的发作

将AF定义为多变的MAP多形性、心房S1S2间期的不规律和在体表心电图出现颤动波的大于Is的无规律的心房活动。

1.6 统计方法

计量资料以表示,两样本均数比较采用Student't检验,两样本率的比较采用卡方检验,以P<0.05为差异具有显著性。

2 结果

2.1 左、右心房肌复极特征

心房肌MAP的形态近似三角形,第2相短,第3相坡度小。MAP振幅平均(6.98±1.76)mv,右心房(RA)各点平均振幅及复极时程大于左心房(LA),见表1。左心房APD90小于右心房(157.4±43.5 vs 170.9±37.9,P<0.05)。

*P<0.05,LA-左心房,RA-右心房

2.2 左、右心房肌RAF的诱发

心房S1S2间期递减至(130±32)ms时,14只犬中共诱发出15阵RAF,LA诱发出11阵[(134±37)ms,(4±2.2)个],RA诱发出4阵[(128±31)ms,(3±1.6)个]。LA的RAF发生率明显多于RA (11/14 vs 4/14)。LA的RAF诱发的耦联间期及RAF激动波个数大于RA,但无统计学差异。

2.3 左、右心房肌APD电交替

心房S1S1超速起搏刺激在(162±25)ms产生APD时限和幅度的交替,14只犬共记录13阵电交替(158±23)ms,其中左房8阵,右房5阵。此外,左房诱发电交替的CL明显长于右房[(165±21)ms vs(143±23)ms,P<0.05]。

2.4 左、右心房肌房颤的诱发

S1S1刺激及S1S2刺激时共诱发出61阵房颤,其中左房刺激发作38阵,明显多于右房23阵(P<0.05)。房颤发作时MAP图形各异,除极变慢并变形、幅度不一,复极相在复极达不同水平时被随后的除极提早终止,连续MAP间舒张间期多消失。

3 讨论

迄今为止,房颤的发生机制一直是电生理研究的热点与难点,研究显示肺静脉能够触发和驱动房颤。然而,并非所有的房性心律失常都能触发AF,心房必须具有AF发生和维持的电生理基质[6,7,8]。本研究使用单相动作电位技术对犬左、右心房复极的电生理特性进行研究,以探讨房颤发生的基质。

本研究发现犬LA与RA存在的电生理特性不同,LA的复极时程和不应期较短。异位快速的触发激动传到心房肌时,左、右心房肌在同一时刻的复极化程度具有显著差异,易于形成折返,是发生与维持房颤的一个重要决定因素。其离子基础可能是钾电流的密度分布依赖心房肌细胞的部位而不同[9]。左心房的心肌细胞快速延迟性整流钾电流IKr的密度较高,缩短APD及ERP,因此导致左房更容易形成稳定的折返环,参与房颤的发生和维持。

RAF作为心房肌易损性的重要电生理特征与AF的发生相关[10,11]。本研究多数AF发作前可记录到RAF,LA的RAF发生率与AF的诱发率均高于RA,提示LA的易损性较RA高,可能对AF的发生起着关键的作用,推测LA与RA在AF的发生和维持机制不完全相同,LA主要由左房后壁作为颤动活动的起源灶,由此发生颤动波扩布到整个心房[12]。而RA由于天然存在的分隔造成了解剖和功能的障碍限制了波动的数量和自由方向,AF的进一步维持主要通过大量的微折返和LA起源的驱动波[13]。一些犬的持续性房颤模型研究也发现左房的房颤波周长较右房短,随机游走的子波和有规律的折返波在左房的波峰数多于右房,推测左房是房颤发作时的驱动心房[11]。

电交替表现为心脏搏动的时限和幅度的逐搏交替变化,它产生于细胞水平单相动作电位交替。发生机制即电交替与细胞复极恢复的区域性离散相关。本研究对在体犬的的左、右房在快起搏频率下可记录到动作电位复极时相形态和间期的交替变化,随着心肌结构的异质性,左房更容易发生APD电交替和房颤。心房肌电交替代表心房复极电活动的不稳定,其机制与心房肌从一个去极化水平到另外一个的不适当电恢复有关,结合左、右房间复极活动的不均一性,提供了房颤发生的电生理基质。复极交替在空间上明显增加不应期离散,增加产生波裂和诱发折返的能力,是产生单向阻滞和折返从而诱发房颤的基础[4,5]。

电吸收调制器特性研究篇3

1 插入损耗

对于两束正交偏振的光波，其插入损耗和外加电压有关，电吸收调制器的插入损耗可由式（1）表示[3]:

图1和图2分别描述了两束正交偏振的光波在不同偏置电压下的插入损耗，由图1可以发现电吸收调制器在TM偏振光波长为1 530～1 550 nm范围内插入损耗都比较小，由图2可以发现电吸收调制器在TE偏振光波长为1 560～1 570 nm范围内插入损耗都比较小。电吸收调制器中，对不同波长的耦合损耗变化较小，为了获得较低的插入损耗和较高的调制效率，电吸收调制器可以工作在波长范围为40 nm内，并且将TM偏振光用于波长较短的系统，而TE偏振光用于波长较长的系统。

2 误码率

在发送端将速度为2.5 Gb/s的伪随机序列通过电吸收调制器加载到波长为1 550 nm的光波上，调制光经过掺铒光纤放大器放大之后送入距离为200 km的标准光纤传输（其总的色散为3 400 ps/nm）。为了避免光纤的自相位调制非线性效应，发射光的功率较小。在使用长色散光纤的高速数字传输系统中，其误码率下降的主要是由信号光的频率啁啾和光纤色散所导致的波形畸变所引起的，输出光相位的改变满足如下的关系[4]:

式中:φ是输出光的相位；α(VEAM)是描述电吸收模块啁啾特性的参数；VEAM是电吸收调制器的偏置电压；S(VEAM)是光功率。

图3为接收信号在背靠背和光纤距离为200 km的误码率曲线，可以发现在工作波长为1 550 nm的通信系统内实现了速率为2.5 Gb/s信号在200 km长度的标准光纤内传输，系统功率衰减很小，误码率达到了通信系统的要求。

3 三阶交调系数

将电吸收调制器模块的吸收曲线用泰勒级数展开如下[5]:

信号电压的表达式为：

将信号电压代入吸收曲线方程，得到三阶交调的幅度为：

由式（5）可以发现三阶交调主要是由吸收曲线方程的五阶导数产生，而五阶导数的值很小，所以电吸收调制器的三阶交调无失真动态范围很宽。

图4描述了三阶交调系数和偏置电压之间的关系，可以发现三阶交调系数很小并且在偏置电压为1.6 V时取得最小值，所以电吸收调制器的三阶交调无失真动态范围很宽，满足通信系统的需求。

光纤通信链路噪声系数满足如下表达式[6]:

式中：Nshot是散粒噪声；NRIN是和光源有关的强度噪声；Nthermal是和光电探测器有关的热噪声。

图5描述了有匹配阻抗和无匹配阻抗噪声系数曲线，由图5可以发现在选择合适的匹配阻抗下，通信系统噪声系数能够达到12 dB左右，这比无匹配阻抗条件下降低了10 dB左右。

4 结论

通过对电吸收调制器的结构分析，对电吸收调制器的特性进行了研究，研究发现TM偏振光波长为1 530～1 550 nm范围内插入损耗都比较小，TE偏振光波长为1 560～1 570 nm范围内插入损耗都比较小。工作波长为1 550 nm的通信系统内实现了速率为2.5 Gb/s信号在200 km长度的标准光纤内传输，系统功率衰减很小。在选择合适的匹配阻抗下，通信系统噪声系数能够达到12 dB左右，这比无匹配阻抗条件下降低了10 dB左右，为进一步研究电吸收调制器在现代通信系统中的应用提供了一定的理论参考。

摘要：针对电吸收调制器在光纤无线通信系统中的重要作用,分析了电吸收调制器的插入损耗和由电吸收调制器组成的光纤无线通信系统的误码率和噪声系数。发现在波长从15301570nm范围内插入损耗都比较小;在工作波长为1550nm的通信系统内实现了速率为2.5Gb/s信号在200km长度的标准光纤内传输。系统功率衰减很小,在选择合适的匹配阻抗下,通信系统噪声系数能够达到12dB左右。

关键词：电吸收调制器,光纤无线通信系统,插入损耗,误码率,噪声系数

参考文献

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电生理学特性篇4

高压脉冲电场是一种非热加工技术,作用于果蔬具有处理时间短、能耗低和对产品的色、香、味和营养成分不破坏及能够保持产品的新鲜度等特点[1,2,3]。近年来,国内外学者针对高压脉冲电场的这些特点进行了一系列应用于果蔬预处理方面的研究,主要集中在:高压脉冲电场作用果蔬进行灭菌消毒[4,5,6],对果蔬产品加工进行了预处理的作用机理以及对果蔬物性和品质的影响研究,对果蔬细胞结构的作用效应以及电磁特性影响等。在高压脉冲电场预处理或作用果蔬的工艺参数优化过程控制等方面也取得许多实用成果[7,8]。

近年来,笔者在高压脉冲电场预处理果蔬真空冷冻干燥方面进行了系统的研究分析。在探索低能耗冷冻干燥加工工艺以及过程控制参数优化中,需要研究电场参数对果蔬介电特性的影响机理,为此对这方面相关研究进展进行了综述分析。

1 果蔬介电特性的表述

果蔬电学特性指果蔬在外加电场作用下表现出来的导电性能、电穿透性和介电特性等。微观上,含有无机或有机离子的果蔬细胞组织具有导电性能;由磷脂双分子层构成的细胞膜具有介电特性[9]。从宏观上看,可将果蔬作为非均质半导体或者电介质。介电特性是指生物分子中的束缚电荷(只能在分子线度范围内运动的电荷)对外加电场的响应特性[10]。其主要参数有相对介电常数、相对介质损耗因数、介质损耗角正切、介质等效阻抗以及等效电容。

介电特性通常用复相对介电常数(ε)来描述,其数学表达式为

ε=ε′-jε″ (1)

其中,j=(-1)0.5;ε′为介电常数,表示材料容纳电荷的能力;ε″为损耗因子,表示电场中能量被吸收转化成热量的部分,决定能量的吸收和衰减。介电特性对于待测果蔬物料在高压脉冲电场中的受热情况非常重要,且与果蔬物料含水率的相关度极强,因而研究高压脉冲电场在果蔬冷冻干燥中的应用需重点了解介电特性。

2 等效电路模型的应用

在分析生物体的介电特性时应用的电学模型是在已设定的频率下将待测样本等价为等效电阻与等效电容的并联或串联电学系统,微观上常用生物组织内单个细胞的等效电路模型表示。

在研究果蔬的宏观介电特性时,把交变电场中的果蔬看作是由原生质和各种细胞液的宏观有效电阻和细胞膜的宏观有效电容组成的串联或并联等效电路[11]。生物组织等效电路模型,如图1所示。其中,RO为细胞外液等效电阻,RP为细胞壁、细胞膜等效电阻,CP为细胞壁、细胞膜等效电容,Ri为细胞内液等效电阻[12]。若试验测定果蔬的介电特性只需测量出果蔬样本的等效电容和等效电阻,经过电学模型的简单换算,可以得到相应果蔬物料的介电常数。

3 高压脉冲电场参数的影响机理分析

对于高压脉冲电场预处理果蔬的作用机理目前有多种假定模型的分析,如细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应及臭氧效应等[13]。从电磁学角度看,高压脉冲电场产生的电磁场与生物体相互作用的本质是电磁场与组成生物体各个层次物质之间的相互作用,因此电磁场参数对于果蔬物料介电特性的影响涉及因素较多,但主要考虑电场频率和电压。

3.1 脉冲电压对等效电容的影响机理

果蔬经过高压脉冲电场预处理,在脉冲电压的作用下,置于电场中的果蔬介质的带电粒子沿电场方向产生偶极矩,称为极化现象。当极化发生时,果蔬介质中的有极分子(如水分子等),将会形成定向极化,即由杂乱排列变为定向排列,在此过程中产生束缚电荷;而果蔬介质中的无极分子在电介质表面产生正、负感应电荷,这样果蔬介质的极化将会产生反相电场,减少了作用于电场中两电荷间的作用力,同时加剧了果蔬介质中物质间的强烈碰撞,从而阻碍了电荷移动[14]。因此,无论是有极分子或无极分子均未能在介质中累积电荷,造成介质储存电荷的能力下降,这样使得果蔬电介质的等效电容减小,介电常数减小。此外,由于极化过程阻碍电荷移动,造成极性分子与周围带电粒子的摩擦与碰撞的机率和产生的热量减少,甚至由于极性分子在介质移动过程中产生的热量无法克服介质的内粘阻滞力所做的功,使介质存储能量的能力降低、等效电容减小,同时介质的等效电容会随着脉冲电压的增加而减小。

3.2 脉冲电压对等效阻抗的影响机理

细胞膜是电磁场与细胞作用的初始位点,随后触发的一切反应都由细胞膜介导,在介导电磁场作用中,细胞膜上的细胞信号系统起到重要作用[15]。Asami研究了细胞破坏对于其介电特性的影响,结果表明在细胞破坏时会产生介电松弛现象,说明对于维持细胞介电特性,细胞膜起到了独特的作用[16]。

高压脉冲电场作用果蔬,脉冲电场产生磁场,这种电场与磁场的交替作用,使细胞膜通透性增加、振荡加剧、膜强度减弱,从而膜被破坏。除此之外,高压脉冲电场对细胞膜通透性的影响还受到细胞大小、方位以及形态的影响[17]。对于完好的果蔬细胞,细胞膜两端出现异性自由电荷,形成跨膜电压。当对细胞施加脉冲电压时,细胞膜两端积累的电荷使跨膜电压提高,从而加强了电荷引力对细胞膜的挤压作用,将使细胞膜变薄[18],当整个膜电位(果蔬细胞膜自然电位差)达到极限值时,使细胞膜变成无序状态,膜被破坏,形成细孔。此时,细胞膜通透性增加,电解质外渗,质体外的导电性增加,从而使细胞膜阻抗下降,果蔬介质的等效阻抗下降,且果蔬细胞组织的等效阻抗会随着脉冲电压的增大而减小。

3.3 脉冲频率对等效电容的影响机理

为了维持细胞正常的生理功能,细胞膜内外存在一定的电位差。由于细胞内外介电特性的差别,作为外加电磁场的主要作用点,细胞膜相当于一个电磁场集中器,细胞中的蛋白质、多糖分子团、类脂体等分子在缓慢流动时是不带电的,但其中的电离团存在电荷,形成偶极子[19]。当对果蔬施加脉冲频率时,细胞内的带电粒子会产生极化效应,而这一过程需要一定的时间。

当对果蔬施加的电场脉冲频率足够低时,细胞中偶极子会随着脉冲电场的转动而取向,无任何滞后,细胞中大部分分子将发生极化现象,极化率增大,等效电容较大;当脉冲频率大于某一临界值时,随着脉冲频率增大,某些极化过程需要较长时间,偶极子就可能跟不上脉冲电场的变化,该过程就会产生时间延迟[20],这种延迟过程会消耗介质中的能量,因此会引起等效电容减小。另一方面,在电磁场使介质中的偶极子发生转向的过程中,同时还会使果蔬介质中各种极性分子发生迅速的周期性运动。在此过程中,极性分子与其周围的分子发生剧烈的碰撞和摩擦,产生热量。其中,一部分热量损耗于克服极性分子在介质中的内粘阻滞力,转化为能量,发生松弛损耗[21],导致果蔬细胞存储能量降低,等效电容减小,同时果蔬细胞的等效电容随着脉冲频率的增大而减小。

3.4 脉冲频率对等效阻抗的影响机理

在果蔬细胞中,细胞液的电阻较小,具有离子导电性;细胞膜由大量的蛋白质分子和磷脂双分子层构成,其电容与电阻都比较大,一般被认为高度不导电物质。

当外加电磁场作用于果蔬时,细胞会发生极化现象,此时出现很多微小的电偶极子。当脉冲频率较小时,果蔬细胞内的电偶极子不会随着脉冲电场的变化瞬时移动,只能给出有限的响应,电流无法通过细胞膜进入细胞内液;若给介质施加较高的脉冲频率时,由于脉冲频率的作用,使得单位时间内作用于细胞间隙的放点次数不断增加,细胞内部的电偶极子可以跟上极化的强度,能够自由移动。另一方面,脉冲频率的增加使细胞膜破损,透性增强,这样电流可以通过细胞膜流经细胞内液。因此,在果蔬细胞组织间外加低频脉冲电场时,电流只能通过细胞间的细胞外液,随着脉冲频率的增大,由于电流不仅可以通过细胞外液,还能通过细胞膜流经细胞内液,这样使整个果蔬细胞组织的等效阻抗减小。

4 结语

高压脉冲电场作用果蔬时,电磁场参数对果蔬介电特性有一定的影响,分析其影响机理,可为高压脉冲电场预处理果蔬冻干工艺参数优化和过程监控、基于果蔬介电特性进行果蔬冻干水分在线检测,以及了解电场作用果蔬冻干过程水分运移及扩散规律等方面提供分析依据。

燃气冷热电联产系统节能特性研究篇5

1 燃气冷热电联产系统的工作原理

燃气的冷热电系统的基本原理是温度对口,阶梯利用。燃气冷热电联系统主要应用在用户附近,把燃气作为原料用燃烧的方式来带动发电机的运行,运用这种方式来满足用电需求。燃气燃烧后产生的余热可以用锅炉转换成热水或者蒸汽,产生的热水可以供用户使用,蒸汽可以用于热驱动和制冷机制冷。因此燃气冷热电联产系统是由发电子系统、热回收系统和制冷系统组成。

2 联产系统能源利用分析

冷热电联产系统是根据用户对于用电量的需求而采用单独的供电和联产运行方式,单独供电与常规发电机的运行方式相同,燃气联产运行方式主要包括以下几种运行方式:热电联产、冷电联产和冷热联产,以上这几种运行方式是影响燃气冷热电联心系统对于能源利用率的重要影响因素。制冷采用的是余热吸收来到达制冷的效果,供热是通过余热的回收,解决制冷、供热存在的问题,采用燃料补燃的方式解决存在的问题,与常规的分产系统相比,能源利用率比较高。

2.1 热电联产

冷热电联产系统是在热电联产方式运行时,没有冷气的输出,只提供电量和热量,热电联产系统的节能率与原发电机的的电能效率有关,如果原发电机的发电效率提高,联产系统的节能效率也会增加,联产系统的节能效率也就增加了,所以原发动机的工作效率,对余热回收的效果等都对热电联产系统节能效率有一定的影响。

没有燃料补燃时,热电节能效率会随着分产系统的发电效率的提高而提高,热电联产系统的节能需要的最小发电量效率也会增加。补燃联产系统是调节能量的重要途径,热电产能系统的节能效果与补燃量有关,如果增加补燃率,热电系统的节能需要的最小发电率也会随之增加。在原动机的发电效率固定的情况下,增加补燃率可以满足热量的需要,但是如果超过系统节能补燃率的最大值,系统既不会有节能的效果,所以在热电系统的运行过程中要保证补燃率一直处于最大值的状态,这样就可以保证热电系统可以发挥节能的特性。

2.2 冷电联产

冷电联产方式在运行的过程中,不会产生热量,只提供电和冷量,但是会随着原动机发电效率的增加,会提高联产系统的节能率,但是增加的幅度会比较小,并且会在增加的过程中逐渐消失。如果冷电联产系统没有补燃的条件,系统的节能不仅与原动机发电效率有关,制冷方式也是影响节能效果的重要因素,在联产系统较高的情况下,可以采用双效吸收的制冷方式,这样联产的节能效率不高。

在没有补燃时,采用传统的双效吸收式制冷的方式,制冷联产系统的原动机发电效率只有在一定的的温度下才能发挥系统的节能作用,这种情况对原动机的发电效率要求也会提高。当制冷电联产系统有补燃时,节能需要的发电效率会随着补燃率的增加而提高,对于冷电联产系统来说,想要到达节能的效果,补燃率有一定的限制,但是对于冷负荷大的场所来说,在设计系统时要充分考虑到与之相关的因素,从而达到节能的目的。

2.3 冷热电联产

冷热电联产系统主要的是冷热电联运行方式,这种运行方式可以在输出电量的同时还能提供热量和冷量,这种运行方式在能量分配上比较复杂。在无补燃料时冷热电联产系统的节能效果与与原动机的发电效率有关,冷热电联产系统的节能效果会受到原动机发电效率的影响,原动发电机的发电效率增加但节能率会逐渐减少。无补燃时制冷电联产的系统会随着燃气电厂的供电效率增加而增加。冷热电联产系统的节能效果受补燃率的影响,所以,冷热电联产系统的节能条件要求比较严格,补燃率对冷热电联产系统的节能影响较大。

根据以上的分析,我们可以得知在没有补燃时,联产系统的运行方式与能量的供应方式有关,产生的节能效果与原动机发电效率有关,会随着原定发电机的发电效率增加而增加,但幅度会逐渐减小;增加补燃,会降低三种运行方式的节能率,在保证联产系统又一定的节能效果的前提下,热电联产对补燃率的需求比较大,冷电联产需求最小;冷热电联产系统的节能效果与制冷的余热有关,余热量增加节能效果就会减小,所以在设计系统时要注意与热量的分配,如果需要冷量,可以用电来制冷,这样可以调节补燃量和余热量。

3 结语

综上所述,通过对冷热电联系统的分析,冷热电联系统可以减少污染物的排放,提高环境质量,在规定的设计内,还能提高资源的利用率,实现资源的有效利用,从而达到节能的效果,冷热电联系统的应用可以实现资源的可持续发展,解决我国能源紧缺的问题,从而推动我国的发展。

摘要：燃气冷热电联产系统具有一定的节能特性,也是作为节能的评价指标。冷热电联产系统是一种把冷、热等能源一体化的联产系统,具有持续利用和环保的特点,因此受到了高度的重视。应用燃气冷热电联系统可以提高能源的利用率,减少有害气体的排放,本文对燃气冷热电联产系统的节能特性做了详细的分析,对冷热电联产系统的发展有一定的借鉴意义。

关键词：燃气,冷热电联产,节能特性

参考文献

[1]冯志兵,金红光.冷热电联产系统节能特性分析[J].工程热物理学报.2006(04).

[2]王涛,宋巍.冷热电联产技术的探讨[J].应用能源技术.2010(03).

鸡蛋电特性检测系统的设计篇6

鸡蛋营养丰富,占中国蛋品消费96.7%。目前用于鸡蛋品质无损检测的方法主要有声学、光学和电学等。鸡蛋作为电解质,内部存在大量带电粒子形成生物电场。鸡蛋在损伤、贮藏和腐败变质的过程中,导致生物组织内各类化学物质所带电荷量及电荷的空间分布发生变化,生物电场的分布和强度亦随之变化。这种微观电场空间平均值,宏观上表现就是鸡蛋的电特性。本文根据检测鸡蛋电特性的原理,由DSP实现控制和计算,设计了一种检测鸡蛋电特性的装置。

1 系统的结构及原理

1.1 结构组成

系统的总体框图如图1所示。

系统的核心是DSP。工作时,通过单片机89S52接受键盘输入的测试信号的频率值,通过DSP指挥信号发生器发出由用户设定的频率,并作用于一对平行极板上,鸡蛋被夹持在平行极板之间。此时,幅相测量AD8302和数模转换AD7705在DSP的控制下开始工作,把所得到的幅度比值和相位差值转化为数字信号送往DSP,DSP在接受到信号后通过CORDIC算法,计算出鸡蛋的电特性,并通过单片机送给液晶显示器以显示测量结果。

1.2 系统工作原理

系统的组成原理图,如图2所示。

由此测量系统可以得出

$\begin{array}{l} \dot{Ζ}_{X} = R_{b} + j X_{b} \\ V_{i n A} = - \frac{R_{b} + j X_{b}}{R_{0} + R_{b} + j X_{b}} U_{0} \\ V_{i n B} = - Ι R = - \frac{- R}{R_{0} + R_{b} + j X_{b}} U_{0} (1) \\ \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} = \frac{R_{b} + j X_{b}}{R} = \frac{Ζ_{X}}{R} \\ \dot{Ζ}_{X} = \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} \cdot R = | \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} | R \cdot e^{j θ} = \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} R \cos θ + j \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} R \sin θ \end{array}$

从而可以得出

$\begin{array}{l} R_{0} = \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} R \cos θ (2) \\ X_{0} = \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} R \sin θ \end{array}$

又由 $X_{0} = \frac{1}{ω C} = \frac{1}{2 π f C_{S}}$ 得出

$C_{S} = \frac{1}{2 π f X_{0}}$ (3)

$ε_{r^{'}} = \frac{C_{S}}{C_{0} \cdot (1 + t g δ)}$ (4)

式中 $\dot{Ζ}_{X}$ —鸡蛋的等效阻抗;

R0—鸡蛋的电阻;

X0—鸡蛋的电抗;

CS—鸡蛋的串联等效电容。

R为已知值,AD8302 同时测量2个输入信号的幅度比V以及相位差θ,就可计算出鸡蛋的介质等效阻抗 $\dot{Ζ}_{X}$ 、介质损耗角正切tgθ、串联等效电容CS和相对介质损耗因数。

2 系统的模块设计

2.1 信号发生模块

2.1.1 硬件设计

信号发生模块采用美国模拟器件公司的DDS芯片AD9851。AD9851是采用28脚SSOP表面封装的超大规模DDS集成芯片。它将32位相位累加器,正弦函数功能查询表,D/A变换器以及调制、控制电路等集成到一起,其时钟频率可达180MHz,输出信号频率可达70MHz,分辨率为0.04Hz。频率调制、控制字和相位调制字可采用串行或并行的方式输入AD9851。工作温度范围为-40～+85℃。

AD9851由DSP完成初始化,他们都为3.3V电压供电,可以直接相连。AD9851作为外设采用总线方式与DSP连接,占用DSP的I/O空间地址为0Xd000。数据总线和地址总线都具有数据保持的功能。因此,可以将一部份数据总线作为控制用。在本设计中将16位数据线的低7位作为AD9851的数据线,D14和D15连接AD9851的W_CLK和FQ_UD,作为控制信号。接口简图如图3所示。

2.1.2 软件设计

AD9851在本设计中采用并行工作模式,40bit的数据通过8位数据线分5次装入,顺序为W0-W1-W2-W3-W4。输入完40位数据后,在FQ_UD的上升沿作用下将40位数据送入DDS,并启动AD9851,按设置的频率输出。频率计算公式为

$F_{o u t} = \frac{Ρ h a s e}{2^{32}} \times F_{c l o c k} (5)$

式中 Fclock—时钟源的频率;

Phase—设置的频率调节值;

Fout—输出频率。

由此可以计算出在Fclock为20MHz,启用6倍倍频的条件下,AD9851的输出频率和频率控制字分别为:100kHz:6D3A06;200kHz:DA740D;500kHz:2222222;1MHz:4444444;2MHz:8888888;5MHz:15555555;10MHz:2AAAAAAA。

AD9851作为DSP的外设,可由VC5402通过IO读写命令(portr和portw)直接对其读写操作。其关键代码如下:

Ioport unsigned portd000;Initword = 0x6D3A06;portd000= Initword。

2.2 幅相检测模块的设计

幅相检测具体由芯片AD8302实现。AD8302内含两个精密匹配宽带对数检波器、一个相位检波器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器等,能够同时测量从低频到2.7GHz频率范围内的两个输人信号之间的幅度比和相位差。其幅度和相位测量方程式为

$\begin{array}{l} V_{m a g} = Κ_{1} V_{s l p} \log \frac{V_{i n A}}{V_{i n B}} + V_{c p} \\ V_{p h s} = Κ_{1} [| ϕ (V_{i n A}) - ϕ (V_{i n B}) | - 90 °] + V_{c p} (6) \end{array}$

式中 VinA,VinB—输入信号幅度;

K1,K2—是比例系数,其中K1= 30mV/dB,K2=-10mV/degree;

Vmag—幅度比较输出;

ϕ(VinA)—A通道的输入信号相位;

ϕ(VinB)—B通道的输人信号相位;

Vϕ—斜率;

Vphs—相位比较输出。

AD8302有测量、控制器和电平比较器3种工作方式,但主要功能是测量幅度和相位。相位测量硬件连接简图,如图4所示。当芯片输出引脚VMAG和VPHS直接与芯片反馈设置输入引脚MSET和PSET相连时,芯片的测量模式将工作在默认的斜率和中心点上。

2.3 数模转换模块的设计

AD7705芯片内有8个寄存器,由DSP串行口进行访问与设置。所有器件功能的设置均通过对寄存器的操作来实现。常用寄存器有:命令寄存器、设置寄存器、时钟寄存器、数据寄存器、测试寄存器、补偿校正寄存器、增益寄存器和一个空的无效寄存器。对这些寄存器的读写构成了整个芯片的工作过程。本设计使DSP在串行通信中处于主机状态,通过MCBSP串行接口向AD7705写控制字,设置AD7705的转换速率、缓冲模式、自动增益值、校准模式。当控制字写入完毕后,AD7705即刻处于工作状态,对AD8302传递的模拟量进行模数转换。当模数转换完毕后,AD7705的DRDY引脚会产生一个低电平,由此发出中断。DSP接受到中断后通过MCBSP串行接口读出AD7705转换后的数值。具体连接如图5所示

2.4 CORDIC算法的设计

由AD7705传送过来的相位差和幅度比值通过DSP串口进入DSP处理器计算电特性。本设计主要是采用CORDIC算法由相位差计算电容值。该算法的基本原理如图6所示,初始向量V1旋转角度θ后得到向量V2。

由图6可得

x2=x1·cosθ-y1·sinθ (7)

y2=y1·cosθ+x1·sinθ (8)

重写式(7)、式(8),得

x2=(x1-y1·tanθ)·cosθ

y2=(y1+x1·tanθ)·cosθ

为了在硬件上实现方便,做如下约定:每一次旋转的角度正切值为2的倍数,即θi=atan(2-i)。则

$\cos θ_{i} = \sqrt{\frac{1}{1 + 2^{- 2 i}}}$

同时约定δi以代表向量的旋转方向,+1表示逆时针旋转,-1表示顺时针旋转,故第i步的旋转可用下式表示

$\begin{array}{l} x_{i + 1} = (x_{i} - δ_{i} \cdot y_{i} \cdot 2^{- i}) \cdot \sqrt{\frac{1}{1 + 2^{- 2 i}}} \\ y_{i + 1} = (y_{i} + δ_{i} \cdot x_{i} \cdot 2^{- i}) \cdot \sqrt{\frac{1}{1 + 2^{- 2 i}}} \end{array} (9)$

其中, $\sqrt{\frac{1}{1 + 2^{- 2 i}}}$ 为模校正因子,对于字长一定的运算,它是一个常数,用K+1表示。以16bit字长为例,即

$Κ_{+ 1} = \prod_{i = 0}^{15} \sqrt{\frac{1}{1 + 2^{- 2 i}}} \approx 0.607252935$ (10)

这样可将输入数据X,Y校正后再参与运算,避免在运算中增加校正运算。运算迭代式可以简化成

$\begin{array}{l} x_{i + 1} = x_{i} - δ_{i} \cdot y_{i} \cdot 2^{- i} \\ y_{i + 1} = y_{i} + δ_{i} \cdot x_{i} \cdot 2^{- i} \end{array} (11)$

式(11)运算就只有加、减法和移位了。根据J.Walther的推导,式(11)的n次迭代可以得到如下结果

$\begin{array}{l} x_{n} = x_{0} \cdot c o s z_{0} - y_{0} \cdot s i n z_{0} \\ y_{n} = y_{0} \cdot c o s z_{0} + x_{0} \cdot s i n z_{0} \\ z_{0} \overset{}{\to} 0 \end{array} (12)$

本文计算三角函数正切值在上式的基础上,给定x0=K+1,y0=0,迭代结果为

$x_{n} = \cos z_{0} ‚ y_{n} = \sin z_{0} ‚ z_{0} \overset{}{\to} 0 (13)$

所以,将角度值作为z0输入,迭代结果输出就是需要的三角函数值。采用的迭代方程组为

$\begin{array}{l} x_{i + 1} = x_{i} - δ_{i} \cdot y_{i} \cdot 2^{- i} \\ y_{i + 1} = y_{i} + δ_{i} \cdot x_{i} \cdot 2^{- i} \\ z_{i + 1} = z_{i} - δ_{i} \cdot a t a n (2^{- i}) \end{array} (14)$

2.5 人机交换模块的设计

为了突出DSP 的高速数字信号处理能力,本设计采用DSP+MCU模式组成。其中,用MCU管理液晶显示以及键盘的输入,其显示和输入功能独立于DSP系统。DSP与MCU之间通过串口芯片TL16C550实现通信。TL16C550是一种具有异步串行通信功能的大规模集成电路芯片,其主要功能是为DCE设备和DTE设备之间提供可靠、灵活的接口服务,可由内部寄存器设置以控制TL16C550的工作。

3 总结

该系统综合了DDS频率发生器、相位检测、模数转换、CORDIC算法和人机交互,设计并实现了鸡蛋电特性的检测装置,可以检测出鸡蛋的电特性,达到鸡蛋无损检测的目的。同时,也存在着一些不足:

1)频率设置没有连续步进。DDS可以实现频率的连续步进,但在本设计中只是给出一些频率由用户选择,没有实现步进,期待着在下一步进行改进。

2)计算结果的显示没有一次性显示完整,需要由用户设置添加命令显示,需要改进。

摘要：为了给无损检测鸡蛋的新鲜度提供一种方法,基于生物体电特性的检测原理,设计了一个鸡蛋电特性的检测系统。该系统主要由信号发生模块、检测模块、模数转换模块、DSP计算模块、输入和显示模块等组成。信号发生模块采用直接数字频率合成(DDS)芯片AD9851,检测模块采用幅相测量芯片AD8302,模数转换采用AD7705,DSP选用TMS320VC5402并使用CORDIC迭代算法计算电特性,人机交换模块由单片机89S52控制键盘和液晶显示器完成,所有模块由DSP实现初始化和控制。

关键词：鸡蛋,电特性,电容,相对介电常数,DSP,DDS

参考文献

[1]戴玮,胡仁杰.TL16C550芯片在串行通信中的应用[J].电气电子教学学报,2003(6):42-44.

[2]马士超,王贞格.基于DSP的三角函数快速计算[J].计算机工程,2005(11):12-14.

[3]李岩,汪海明.CORDIC算法在DSP算法硬件实现中的应用进展[J].现代电子技术,2002(4):85-89.

[4]沈林生,陈宁.用生物电鉴别受精蛋的检测装置的研究[J].农业工程学报,1996,12(9):163-167.

PN型半导体电特性分析篇7

1 PN结导电原理

在模拟电路[2]和大学物理实验中给出的二极管的结构主要是PN结, 其中两种导电载流子分别是:自由电子和空穴。我们都知道N型半导体存在少量的空穴, 主要靠自由电子来导电, 反之P型半导体中存在少量的自由电子, 主要靠空穴来导电。在半导体中, 在P型和N型的交界处形成了PN结。参考模拟电路可知, 在没有对半导体施加外电场的情况下, 当半导体的P区和N区相连接时, 内部载流子会发生扩散运动。从而形成较强的“内电场”, 用E表示, 此时P相对于N存在负电势, 记为-V0。由玻尔兹曼统计规律[3]知在给定情况下有[4]:

在 (1) 、 (2) 式中分别e代表了平衡状态时P区、N去中自由电子和空穴的浓度, kB、T分别表示玻尔兹曼常数和绝对温度, qVo表示的是P区相对于N区形成的势垒, 正是这个势垒的存在阻止了N区中的自由电子以及P区的空穴相互扩散。因此当我们对半导体施加外电压时, 只有当外电压V>qVo时PN结内才会形成电流。而qVo的大小由材料决定。

因此当我们给PN结两端加上正向电压V时, 外加电场的方向就与“内电场”的方向相反, 从而打破载流子运动的相对平衡, 此时载流子的漂移运动变为次要, 而扩散运动占主导作用。从而产生了PN结的正向注入现象, 即看成宏观电流。有玻尔兹曼统计规律可知该情况下有:

联立 (1) , (3) 式得:

其中, np代表P区界面附近的电子浓度。由于施加外电压V使得PN结处在了非平衡状态下, 从而使得PN结内部电子浓度变为n即可写为:

在由电流密度关系:

由 (6) 式可以得出非平衡状态下PN结中由于扩散而产生的电流密度为:

(7) 式中的Cn为比例系数 (与电子的扩散系数和长度有关) , 同样利用 (3) 、 (4) 、 (5) (6) 式可以推导出空穴因扩散而产生的电流密度JP可写为如下:

CP为比例系数 (与空穴的扩散系数和长度有关) 。故利用 (7) 、 (8) 式可知, PN结的总的电流密度为:

当在PN结上加方向电压-V时利用 (3) ~ (9) 时我们同样可以推出:

2 PN结的伏安特性曲线

通过对PN结 (硅材料半导体) 加正向电压或反向电压测得其电流随电压的变化值, 最后画出如下图1的伏安特性曲线图。

图中B区电流随电压的变化保持为零称为正向施加电压时表现出来的二极管的死区, A区为正向导通电压区;C区为反向截止区, 在这一区域内随着所加反向电压的减少, 电流为一个稳定值, 这个电流值为二极管的反向饱和电流, 其中可以看到反向电流非常的小, 这是因为在这一区域内, 反向饱和电流是由于少数载流子漂移而产生的, 然而载流子的密度极小故导致反向饱和电流值非常小;D区为反向击穿区, 在反向电压增加到足够大时就会将二极管击穿, 此时反向电流就会随反向电压的增加而迅速增加。

根据理论分析结果可知, 在二极管两端加正向电压时, JKJV, 由 (9) 式可知PN结电流密度变化随电压的变化呈指数变化趋势, 这与如图1中的BA区电流变化趋势一致。同理因为JKJV, 所以在加反向电压时电流密度随方向电压的增加而衰减并称指数变化, 这与图一中CD区曲线的变化完全一直。因此通过计算二极管中加正反向电压时的电流密度表达式, 就可以对“二极管伏安特性曲线”进行解释。

3 总结

通过上面的推导和实验图像我们可以知道, 二极管的伏安特性曲线变化与二极管两端施加正反电压时PN结内电流密度的变化有关, 即当加正向电压时电流密度JV, 当加反向电压时电流密度JV, 并且无论是施加正向电压还是反向电压, 电流密度的变化都可相应近似地视为指数变化, 这与实验得出的二极管的伏安特性曲线完全一致。因此可以利用电流密度与电压的关系来解释“二极管的伏安特性曲线”。

摘要：基于PN结半导体的理论知识, 详细的介绍了PN结半导体的工作原理, 通过实验描绘出了PN结伏安特性曲线, 并利用基本理论知识对大学实验中“非线性电阻元件”的伏安特性进行解释。

关键词：PN结半导体,伏安特性,理论分析

参考文献

[1]徐建刚, 邹志纯.大学物理实验[M].西安:陕西人民出版社, 2003.

[2]童诗白, 华成英.模拟电子技术基础第四版[M].高等教育出版社, 2005.

[3]汪志诚.热力学·统计物理第五版.高等教育出版社, 2013.

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