PN结正向特性的研究学习教案.pptx

会计学
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PN结正向特性的研究
第一页，编辑于星期日：点 四十八分。
一、实验目的

2. 测量恒流条件下，PN结正向压降随温度变化的曲线
3. 确定PN结的灵敏度和被测PN结材料的禁带宽度
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二、实验仪器
温控仪
恒温电炉
PN结实验仪
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价带（Valence band）：与价电子能级相对应的能带称为价带。
导带(conduct band)：价带以上能量最低的允许带称为导带。
禁带(band gap)：导带与价带之间的不存在薛定谔方程本征解得能量区间称为禁带。
三、相关概念
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PN结：导电载流子为空穴的P型半导体在与多数载流子是电子的N型半导体“接触”后，由于电子和空穴密度差的存在，将使电子自N区向P区扩散，空穴自P区向N区扩散，结果在交界处形成电荷区，这就是PN结。
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势垒区
N
P
内电场
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三、实验原理
PN结温度传感器的基本方程
其中
线性项
非线性项
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三、实验原理
PN结温度传感器的基本方程
对给定的PN结材料，如果正向电流恒定不变，在允许的温度变化区间内，PN结的正向电压与温度成线性关系，即正向电压随温度的升高而线性下降，即,
因此，只要测出正向电压的大小，就可得知这时候的温度，这就是PN结测温的依据。
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三、实验原理
PN结温度传感器灵敏度
为PN结温度传感器灵敏度
VF = VF(0) - St
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三、实验原理
PN结材料禁带宽度
PN结材料的禁带宽度Eg(0)定义为电子的电量q与热力学温度0K时PN结材料的导带底和价带顶的电势差Vg(0)的乘积。
当t = 0℃时，，VF=VF(0)，有
所以
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四、实验步骤
1、在同一恒定正向电流条件下，测绘PN结正向压降随温度的变化曲线，确定其灵敏度，估算被测PN结材料的禁带宽度；
选择合适的正向电流IF=60μA，记下室温t及正向电压VF。
(*降温测量组：正向电流60μA,记下初始温度t及正向电压VF )
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