Transcript PN结物理特性测试

PN结物理特性测试
实验目的
实验原理
仪器介绍
实验内容
思考练习
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1.实验目的
了解PN结物理特性测试仪的原理；
掌握PN结物理特性测试仪的使用方法；
用PN结物理特性测试仪进行PN结物理特性的测试；
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2.实验原理
理想的PN结的正向电流IF和正向压降VF存在如
下近似关系式：
其中
qVF
I F  I S exp(
)
kT
I S  CT exp[
r
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qVg (0)
kT
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]
（1）
（2）
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将（2）式代入（1）式，两边取对数可得
k C
kT
VF  Vg (0)  ( ln )T  ln T r  V1  Vn1 （3）
q IF
q
其中
k C
V1  Vg (0)  ( ln )T
q IF
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kT
Vn1   (ln T r )
q
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• 方程（3）就是PN结正向压降作为电
流和温度函数的表达式，它是PN结
温度传感器的基本方程。
• 在恒流供电条件下，PN结的VF对T
的依赖关系取决于线性项V1，即正
向压降几乎随温度升高而线性下降，
这就是PN结测温的理论依据。
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3.仪器介绍
• 仪器名称：PN-Ⅱ
型 PN结正向压降
温度特性实验仪
• 加热测试装置示意
图 （左图）
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• 测试仪部分示意图
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• 测试仪原理框图
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4.实验内容
• 1. 实验系统检查与连接
• 2. 测定△V—T曲线
• 3. 求被测PN结正向压降随温度变化
的灵敏度S（mV/℃）
• 4. 数据记录
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• 实验起始温度：TR =
℃
• PN结工作电流：IF =
uA
• TR时PN结的正向压降：VF（TR）=
mV
• 加热器控温电流：IH =
A
• 改变加热电流，重复上述步骤进行测量，并比
较两组测量结果。
• 改变PN结的工作电流，使IF =100uA，重复实
验步骤进行测量，并比较两组测量结果。
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5.思考练习
• 1、测量时，为什么温度必须在 50℃～150℃ 范围内？
• 2、测△V—T曲线为何按△V的变化
读取T，而不是按自变量T的变化读
取△V ？
• 3、为什么实验要求测△V—T曲线，
而不是VF—T曲线？
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