pn结伏安特性与温度特性测量.doc

pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
1/10
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
PN结的伏安特征与温度特征丈量
半导体PN结的物理特征是物理学和电子学的重要基础内成电流 -电压变换器丈量弱电
流信号，拥有输入阻抗低，电流敏捷度高。温漂小、线性好、设计制作简单、结
构牢靠等长处，因此被宽泛应用于物理丈量中。
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。由图2可，运算放大器的输入电压
U0为：
U0=-K0Ui
(3)
Rf
-
I
s
Ko
+
Is
Z
U
i
r
U0
图2 电流－电压变换器
式(3)中Ui为输入电压，K0为运算放大器的开环电压增益，即图 2中电阻
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
10/10
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
Rf ∞时的电压增益，Rf称反应电阻。因为理想运算放大器的输入阻抗 ri ∞,
所以信号源输入电流只流经反应网络构成的通路。因此有：
IS
(Ui
U0)/Rf
Ui(1
K0)/Rf
(4)
由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗
Zr为：
Zr
Ui
/ISRf/(1
K0)
Rf/K0
(5)
由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流Is输出电压U0之间得关系式，即：
Is
U0(1K0)/Rf
U0(1
1)/Rf
U0
(6)
K0
K0
Rf
由(6)式只需测得输出电压U0和已知Rf值，即可求得IS值。以高输入阻抗集成运算放大器LF356为例来议论Zr和IS值得大小。对LF356运放的开环增益
5
12
式可得：
K0=2×10，输入阻抗ri≈10Ω。，则由(5)

/(12
105)
5
若采纳四位半量程200mV数字电压表，它最后一位变化为
，那么
用上述电流-电压变换器能显示最小电流值为：
(Is)
106
110
11A
由此说明，用集成运算放大器构成电流-电压变换器丈量弱电流，拥有输入阻抗小、敏捷度高的长处。
3、PN结的结电压Ube与热力学温度T关系丈量。
当PN结经过恒定小电流（往常电流I＝1000μA），由半导体理论可得Ube与
T近似关系：
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
6/10
pn结的伏安特征与温度特征丈量(精)
Ube

ST

Ugo

（5）