半导体PN结的物理特性与弱电流测量.doc

半导体PN结的物理特征与弱电流丈量
半导体PN结的物理特征与弱电流丈量
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半导体PN结的物理特征与弱电流丈量
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成都信息工程学院
物理实验报告
姓名： 石旭日 专业： 班级： 学号：
实验日期： 2009-9-15 下午 实验教室： 5102-1 指导教师：
【实验名称】 PN结物理特征综合实验
【实验目的】
在室温时，丈量 PN结电流与电压关系，证明此关系切合波耳兹曼散布规律
在不一样温度条件下，丈量玻尔兹曼常数
学惯用运算放大器构成电流 - 电压变换器丈量弱电流
丈量 PN结电压与温度关系，求出该PN结温度传感器的敏捷度
计算在 0K 温度时，半导体硅资料的近似禁带宽度
【实验仪器】
半导体 PN结的物理特征实验仪
财产编号：××××，型号：×××（一定填写）
【实验原理】
1． PN结的伏安特征及玻尔兹曼常数丈量
PN结的正向电流 - 电压关系知足：
I I 0 [exp( eU / kT ) 1]
(1)
当
exp eU / kT
1
时 ,(1) 式括号内 -1 项完整能够忽视，于是有：
I I 0 exp(eU / kT )
(2)
也即 PN结正向电流随正向电压按指数规律变化。若测得
PN结 I
U 关系值，则利用
(1) 式能够求出
e / kT 。在测得温度 T 后，就能够获得 e / k ，把电子电量
e作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
实验线路如图 1所示。
. 专业. 专注 .
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1M
TIP31
7 +15V
TIP31
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半导体PN结的物理特征与弱电流丈量
100Ω


e
c
2
-
6
b
c
e
LF356
b
3
+
8
7
6
5
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半导体PN结的物理特征与弱电流丈量
V
4 -15V
V
1
2
LF356
1 23 4
图 1 PN结扩散电源与结电压关系丈量线路图
2、弱电流丈量
LF356 是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它构成电流 - 电压变换器 ( 弱电流放大器 ), 如图 2 所示。
此中虚线框内电阻 Zr 为电流 - 电压变换器等效输入阻抗。
Rf
I
s
-
Ko
I