文档介绍：pn结正向压降温度特性研究【实验目的】1、 、 在恒定正向电流下,测绘pn结正向压降随温度变化曲线,、 学习用pn结测温的方法.【实验仪器】1、DH-PN-1型pn结止向压降温度特性实验仪【实验原理】1>pn结在一块完整的硅或错上用不同的工艺掺入杂质,使得其一半成为P型半导体,而另一半成为N型半导体,那么,,由于P型半导体具有较高浓度的空穴,而N型半导体具有较高浓度的自由电子,在他们交界处的两边就出现了电子与空穴的浓度差别•从而,电子与空穴都要朝着较低浓度的方向扩散•这种扩散作用,使得在P、,由于P型半导体中空穴的流失,使得P型半导体中留下了一定量带负电的离子;而N型半导体中由于电子的流失/吏得其屮留下了一定量的正离子•由于正负电荷之间的相互作用,使得在交界薄膜中形成了从N型半导休指向P型半导体的空间电场•而空间电场的形成使得一部分的空穴与电子沿与扩散相反的方向运动,,而空间电场的增强却又抑制空穴与电子的扩散,从而,在一段时间之后,扩散电流将与漂移电流达到动态平衡•而在P型与N型半导体的两侧则会留下不能自由移动的离子薄层,而这个离子薄层在P、N半导体交界血附近所构成的过渡区(空间电荷区),、pn结的正向压降温度特性根据pn结理论,pn结的伏安特性可表达如下:?qUF? (1-1)IF?IO?e?l???式中IF为通过pn结的正向电流'UF为其正向电压,10为反向饱和电流;q为电子的电荷量‘T为绝对温度k??10?23J/K是玻尔兹曼常量当正向电压UF?,eqUF??501z故上式可近似为IF?IOe由式(1-2)得qUF(1-lnlF?lnIOeqUFqU?lnlF?lnlO?F又IO?BTe??qUg■lnlF?lnBT??q?UF?Ug???••(1-3)BTUF?Ug?kT?ln??F??式(1-3)即为pn结两端正向电压与其温度、,Ug为0K时材料的导带底与价带?顶间的电势差,B是与温度无关的实验常数,T是与温度有关的函数项,?,则(13),得?dUF??k?ln盯????? (1-4)?F?dTdUF即代表了UF?T图线的斜率,由(1-4)可以看出,斜率为负,,得d2UFk??? (1-5)2dT其中,k??10?23^q??10?19z取??;T?293・15得,d2UFk??6????10?02dT即,UF?T图线的斜率可近似认为一常数,UF?(1-3)式???U?kTln?kTlnT? (1-6)BTUF?Ug?kT?ln?g?F?F?设'温度为T1时,电势差为U1Ul?Ug?kTllnF?kTllnTl?乂 Ug?UF?kTln?kTlnT?F?kTlTl?Ul?Ug?Ug?UF(1-7)In??????得由上推