PN结物理特性测量.doc

. ::PN 结物理特性的测量::. 图一 PN 结物理特性的测量实验装置全图伏安特性是 PN结的基本特性,测量 PN结的扩散电流与 PN结电压之间的关系, 可以验证它们遵守波尔兹曼分布,并进而求出波尔兹曼常数的值. PN结的扩散电流很小,为10-6 ~10-8 A数量级,所以在测量 PN结扩散电流的过程中,运用了弱电流测量技术,即用运算放大器对电流进行电流-电压变换。图二 PN 结形成示意图.:: 实验预习::. 1. LF356 运算放大器介绍利用 LF356 运算放大器可以组成电流-电压变换器,如图 1所示. LF356 运算放大器是一个集成运算放大器, Rf为反馈电阻,若 Rf→∞时,输出电压 U0 与输入电压 Ui的比值叫做运算放大器的开环增益 K0 .运算放大器的输入阻抗 r很大,理想情况下 r→∞,可以认为反馈电流等于信号源的输入电流 Is. Zr为电流—电压变换器的等效输入阻抗,因为反馈电流等于信号源的输入电流 Is,输入电流 Is可以写为【实验内容】实验线路图如图 (冰水混合物)下测量硅三极管发射极与基极之间的电压 U 1和相应的 LF356 输出电压 U 100 可调电位器改变 U 1的值,(7)拟合求波尔兹曼常数 k B. .:: 实验仪器::. 【实验仪器】±15V 直流稳压电源, TIP31 型硅三极管, LF356 集成运算放大器,四位半数字万用表,电阻,电容,电位器,导线,实验接线板等. TIP31 型硅三极管, LF356 集成运算放大器的管脚如图 2所示. 图3 .:: 思考题::. 【思考题】 ,一部分不在线性区,为什么?拟合时应如何注意取舍? 数据不在线性区有两种情况: 较小时, 较大时 1) .u1 较小时,公式不满足 2) .u1 较大时, p-n 结所通过的电流虽可增加,但放大器的输出电压达到饱和。 ?对实验结果有影响吗? 反馈电阻减小使输出电压减小,在一定范围瑞影响不大.:: 参考资料::. 有关 PN 结的介绍纯净的半导体称为本征半导体,为研究半导体的性质,必须对其掺杂形成 P 型半导体和 N型半导体(掺杂的浓度可以达到 1017 个/cm3 )。当P型和 N型半