文档介绍：-PN结特性实验名称::信计0902实验日期:2011年5月5日学生姓名:宋鹏学号:40964044组别:J43【实验目的】研究PN结正向压降随温度变化的基本规律。学习用PN结测温的方法。学习一种测量玻尔兹曼常数的方法。【实验原理】PN结的I-V特性:理想PN结的正向电流IF和正向电压VF存在如下近似关系式:(1)式中,q为电子电量,T为热力学温度,k为玻尔兹曼常数,Is为反向饱和电流,它是一个和PN结材料的禁带宽度以及温度等有关的系数,两边取对数得:可以证明:(2)式中,C是与PN结的结面积、掺杂浓度等有关的常数,k为玻尔兹曼常数,r为常数其值取决于少数载流子迁移率对温度的关系(通常取r=),Vg(0)为热力学温度0K时PN结材料的导带底与价带顶的电势差,对于给定的PN结材料,Vg(0)是一个定值。将公式(2)代入公式(1),两边取对数,整理后可得:这就是PN结正向电压作为电流和温度函数的表达式,它是PN结温度传感器的基本方程。【实验仪器】QS-J型PN结正向压降温度特性实验组合仪【实验内容】测定玻尔兹曼常数k——测得常温下Si管PN结的IF-VF关系,并将所得到的结果与标准值k=×10-23J/K相比较。VF(TR)的测量:开启测试仪电源,预热数分钟后,将“测量选择”开关(以下简称K)拨到IF,由“IF调节”使IF=50μA。再将K拨到VF,记下VF(TR)值,再将K置于ΔV,调节ΔV使ΔV=0。测定ΔV~T曲线:取走冰瓶,开启加热电源(指示灯即亮),逐步提高加热电流进行变温实验,并记录对应的ΔV和T,至于ΔV、T的数据测量,可按ΔV每改变10mV(Si)或5mV(Ge)读取一组ΔV、T,这样可减小测量误差。应该注意:在整个实验过程中,升温速率要慢,且温度不宜过高,Si管测量升温(室温~85℃),Ge管测量降温(45℃~室温)。求被测PN结正向压降随温度变化的灵敏度S(mV/℃)。做ΔV~T曲线,其斜率就是S。估算两种被测PN结材料的禁带宽度:Eg(0)=qVg(0)注意事项:加热电流要缓慢增加,,,不再增加。不要用手触碰PN结以及测温原件,以免损坏仪器。温度降到45℃以下时再切换到Ge管进行测量,以免Ge管烧毁。【数据与数据处理】-IFIF/uA2481632641282565121024VF/.1△v-T曲线测量数据记录表PN结材料:硅实验起始温度TS=℃工作电流IF=50μA起始温度为TS时的正向压降VF(TS)=610mV控温电流/A△V=VF(T)-VF(Ts)/mvT/°CT=(+T)--------------△v-T曲线测量数据记录表PN结材料:锗实验起始温度TS=45℃工作电流IF=50μA起始温度为TS时的正向压降VF(TS)=25mV△V=VF(T)-T/°CT=(+T)K