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文档简介

实验名称：实验5.3PN结特性班级：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＝3.4），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=1.3807×10-23J/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，每分钟增加0.1A，直到0.5A为止，不再增加。

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