PN结正向特性的研究.ppt

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一、实验目的

,PN结正向压降随温度变化的曲线

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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(Valenceband):与价电子能级相对应的能带称为价带。
导带(conductband):价带以上能量最低的允许带称为导带。
禁带(bandgap):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,T=,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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