實(shí)驗(yàn)5.3-PN結(jié)特性資料

實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)5.3PN結(jié)特性班級：信計(jì)0902實(shí)驗(yàn)日期：2011年5月5日學(xué)生姓名：宋鵬學(xué)號：40964044組別：J43【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯縋N結(jié)正向壓降隨溫度變化的基本規(guī)律。學(xué)習(xí)用PN結(jié)測溫的方法。學(xué)習(xí)一種測量玻爾茲曼常數(shù)的方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】PN結(jié)的I-V特性：理想PN結(jié)的正向電流IF和正向電壓VF存在如下近似關(guān)系式：（1）式中，q為電子電量，T為熱力學(xué)溫度，k為玻爾茲曼常數(shù)，Is為反向飽和電流，它是一個(gè)和PN結(jié)材料的禁帶寬度以及溫度等有關(guān)的系數(shù)，兩邊取對數(shù)得：可以證明：（2）式中，C是與PN結(jié)的結(jié)面積、摻雜濃度等有關(guān)的常數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)，r為常數(shù)其值取決于少數(shù)載流子遷移率對溫度的關(guān)系（通常取r＝3.4），Vg(0)為熱力學(xué)溫度0K時(shí)PN結(jié)材料的導(dǎo)帶底與價(jià)帶頂?shù)碾妱莶?，對于給定的PN結(jié)材料，Vg(0)是一個(gè)定值。將公式（2）代入公式（1），兩邊取對數(shù)，整理后可得：這就是PN結(jié)正向電壓作為電流和溫度函數(shù)的表達(dá)式，它是PN結(jié)溫度傳感器的基本方程?！緦?shí)驗(yàn)儀器】QS-J型PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)組合儀【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】測定玻爾茲曼常數(shù)k——測得常溫下Si管PN結(jié)的IF-VF關(guān)系，并將所得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值k=1.3807×10-23J/K相比較。VF(TR)的測量：

開啟測試儀電源，預(yù)熱數(shù)分鐘后，將“測量選擇”開關(guān)（以下簡稱K）撥到IF，由“IF調(diào)節(jié)”使IF=50μA。再將K撥到VF，記下VF(TR)值，再將K置于ΔV，調(diào)節(jié)ΔV使ΔV=0。測定ΔV～T曲線：取走冰瓶，開啟加熱電源（指示燈即亮），逐步提高加熱電流進(jìn)行變溫實(shí)驗(yàn)，并記錄對應(yīng)的ΔV和T，至于ΔV、T的數(shù)據(jù)測量，可按ΔV每改變10mV(Si)或5mV(Ge)讀取一組ΔV、T，這樣可減小測量誤差。應(yīng)該注意：在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，升溫速率要慢，且溫度不宜過高，Si管測量升溫（室溫～85℃），Ge管測量降溫（45℃～室溫）。求被測PN結(jié)正向壓降隨溫度變化的靈敏度S（mV/℃）。做ΔV～T曲線，其斜率就是S。估算兩種被測PN結(jié)材料的禁帶寬度：Eg(0)=qVg(0)注意事項(xiàng)：加熱電流要緩慢增加，每分鐘增加0.1A，直到0.5A為止，不再增加。