从固体理论可知,理想PN结的正向电流-电压关系满足下式重点

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1、从固体理论可知，理想PN结的正向电流-电压关系满足下式其中，I是通过PN结的正向电流，I。是反向饱和电流(与半导体的性质和掺杂 有关)，U是加在PN结上的正向电压，T为绝对温度，kB为波尔兹曼常数，e为 基本电荷量常温下，e / kBT 38, exp ( eU / k bT ) 1， (1)式可以近似 写成在常温下，PN结的正向电流随正向电压按 e指数规律变化，电压很小时，电 流很小，需要用电流-电压变换器测量电流如果测量得到PN结的伏安特性，即可验证上述规律.测量得到温度T后，利用基本电荷值，可求得波尔兹曼常数 kB.将(2)式两边取对数，得In Z = In A 十即(3)分别以U和In

2、i为变量，作线性最小二乘法拟合，得到e / k bT,可以得到kB.实验中(见图3), U为U , I二U2 / Rf , (3)式变为1河厂(1讥+1门冷)+兽(4)用U为横坐标，In U2为纵坐标拟合即可.在实验中，如果利用二极管进行测量，往往得不到好的结果，其原因是：(a) 存在耗尽层电流，其值正比于 exp (eU / 2kBT)；( b)存在表面电流，其值正 比于 exp (eU/ m kBT), m 2 .为了不受上述影响，一般不用二极管，而是采用三极管接成共基极电路，集 电极与基极短接.复合电流主要在基极出现，集电极中主要是扩散电流，如果选择好的三 极管，表面电流也可以忽略，此时集电极电流与基极、发射极电压满足(2)式.本 实验选择TIP31型硅三极管.

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