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1、 PNPN结正向电压特性研究结正向电压特性研究 目录目录 一一3 二二 三三3 四四 五五 背景介绍 实验目的 实验原理 操作指南数据处理一一3 背景介绍 温度传感器?常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻及常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻及 PNPN结结温度传感器等温度传感器等 二二3 实验目的 1、了解、了解PN结正向压降随温度变化的基本关系式；结正向压降随温度变化的基本关系式；2、在恒流供电条件下，测绘、在恒流供电条件下，测绘 PN结正向压降随温结正向压降随温度变化的曲线，并由此确定其灵敏度和被测度变化的曲线，并由此确定其灵敏度和被测 PN结结材料的禁带宽度；材料的禁带宽度；3、学习、学习
2、PN结测温的方法。结测温的方法。实验原理实验原理:PNPN结是半导体器件的核心。结是半导体器件的核心。?P P型半导体型半导体-以空穴为主要的载流子。以空穴为主要的载流子。?N N型半导体型半导体以电子为主要的载流子。以电子为主要的载流子。PN PN结结-P-P型半导体和型半导体和N N型半导体相接触型半导体相接触 时，在接触处形成的特殊电场区域。时，在接触处形成的特殊电场区域。三三 实验原理 三三 实验原理 正向压降VF PNPN结结 正向电流IF P P型半导体型半导体 空间电荷区空间电荷区 N N型半导体型半导体 三三 实验原理 理想的理想的PN结的正向电流和正向压降存在如下近关结的正向
3、电流和正向压降存在如下近关 系式：系式：qVFIF?Isexp()(1)kT 其中其中q为电子电荷；为电子电荷；k为玻尔兹曼常数；为玻尔兹曼常数；T为绝对为绝对温度；温度；Is为反向饱和电流，它是一个和为反向饱和电流，它是一个和 PN结材料的禁结材料的禁带宽度以及温度有关的系数，可以证明带宽度以及温度有关的系数，可以证明:qVg(0)r (2)Is?CTexp(?)kT三三 实验原理 将（将（2 2）式代入（）式代入（1 1）式，两边取对数可得：）式，两边取对数可得：kCkTr VF?Vg(0)?(ln)T?ln T?V1?Vn 1qIFq (3)忽略非线性因素影响，忽略非线性因素影响，则在恒
4、流供电条件下，则在恒流供电条件下，PNPN结的结的V VF F对对T T的关系为的关系为线性关系线性关系，即正向压降随温度升高而，即正向压降随温度升高而 线线性减小性减小，这就是，这就是PNPN结测温的理论依据。结测温的理论依据。VF?Vg(0)kC?(ln)TqIF三三 实验原理 VF?Vg(0)kC?(ln)TqIFS?k截距 Vg(0)VF?Vg(0)?S?Ty?b?k?x四四 操作指南 四四 操作指南 1、实验系统接线,将加热电流置于0档。2、打开仪器开关，此时测试仪上将显示出室温。与标准温度计上的指示值相比较，若不准确调节温度校准旋钮，使测试仪上显示的温度与标准温度计相同。记录下起始
5、温度 。四四 操作指南 请严格按照步骤顺序进行操作！四四 操作指南 4测定V-T 曲线：开启加热电流（指示灯亮），调节加热电流（置于4-7档）进行变温实验，并记录对应的V 和T。采用V每改变-10mv 立即读取一组V、T 值。应该注意：在整个实验过程中要注意升温速率要慢，且温度不宜过高，最好控制在120 以内。四四 操作指南 4测定V-T 曲线：开启加热电流（指示灯亮），调节加热电流（置于4-7档）进行变温实验，并记录对应的V 和T。采用V每改变-10mv 立即读取一组V、T 值。应该注意：在整个实验过程中要注意升温速率要慢，且温度不宜过高，最好控制在120 以内。四四 操作指南 五五 数据处理 1、求被测 结正向压降随温度变化的 灵敏度 S(mV/)。以 T为横坐标，V 为纵坐标，作 V-T曲线，其斜率就是灵敏度S。五五 数据处理 VF?Vg(0)?S?T注意：计算时温度为开尔文温度！五五 数据处理 3.思考题思考题 注意事项：注意事项：?1、电源开关打开后，检查加热电流、电源开关打开后，检查加热电流是否置于零档。实验完成后，将加热是否置于零档。实验完成后，将加热电流置于零档。电流置于零档。?2、“测量选择测量选择”开关拨动要轻，以开关拨动要轻，以免损坏。免损坏。
PN结特性实验
