PN结正向特性的研究PPT精选文档

1、121.了解PN结正向压降随温度变化的规律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3温控仪恒温电炉PN结实验仪4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、相关概念三、相关概念5 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

2、，这就是PN结。+- - - - - - - - - - - - - - - -势垒区势垒区N NP P内电场内电场6PN结温度传感器的基本方程其中rnTqkTVln1(0)11(ln)lnrFgnFkCkTVVTTVVqIq1(0)(ln)gFkCVVTqI线性项非线性项7PN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。(0)(ln)FgFkCVVTqI8PN结温度传感器灵敏度lnFkCSqI为PN结温

3、度传感器灵敏度 VF = VF(0) - St9PN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=273.2，VF=VF(0)，有所以(0)(0)(ln)273.2gFFFkCVVTVSqI(0)(0)(0)(273.2 )ggFEqVq VS101、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=60A，记下室温t及正向电压VF。(*降温测量组：正向电流60A,记下初始温度t及正向电压VF )11 2、

4、将温度传感器实验装置上的“加热电流”开关置“开”位置，根据目标温度，选择合适的加热电流，在实验时间允许的情况下，加热电流可以取得小一点，如0.30.6A之间。 3、加热炉内温度开始升高，开始记录对应的VF和T于表2。12表表1同一同一IF下，正向电压与温度的关系下，正向电压与温度的关系 IF= 60 A（每隔（每隔5度记录一个数据）度记录一个数据）注意：在整个实验过程中，注意：在整个实验过程中，正向电流正向电流IF应并保持不应并保持不变变。设定的温度不宜过高，必须控制在。设定的温度不宜过高，必须控制在120以内。以内。序号序号12345678T/ 30 3540 45 5055 60 65VF

5、/V 序号序号910111213141516 T/ 70 758085 90 VF/V 13记录降温过程的同学，IF =60 A,关闭加热电流，打开散热风扇序号序号12345678T/ 100 9590 85807570 65VF/V 序号序号910111213141516 T/ 6055504540 VF/V 141.根据表根据表1绘制绘制VF-T曲线曲线.（可采用（可采用excel软件绘图）软件绘图）2.由由VF-T曲线求得曲线求得PN结正向压降随温度变化的灵敏度结正向压降随温度变化的灵敏度3.将实验所得禁带宽度将实验所得禁带宽度Eg(0)=qVg(0) = eV，与公认值，与公认值Eg(0)=1.21 eV比较，并求其比较，并求其相对相对误差。误差。 2121FFVVSTT15VF-PN结正向电压IF-PN结正向电流Vg(0)-在热力学温