Pn结与二极管的实验报告.doc

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1、样本1实验报告一、实验题目：Pn结与二极管二、实验目的：1、对半导体二极管的伏安特性有一些感性认识，测绘二极管伏安特性曲线；2、了解Pn结测温原理，测绘Pn结正向压降随温度变化的曲线。三、实验原理：1、晶体二极管的导电特性晶体二极管无论加上正向电压或者反向电压，当电压小于一定数值时只能通过很小的电流，只有电压大于一定数值时，才有较大的电流出现，相应的电压可以称为导通电压。正向导通电压小（锗管约0.3V，硅管约0.5V）,反向导通电压（又称“击穿电压”，“耐压”）相差很大（几伏到几百伏）。当外加电压大于导通电压时，电流按指数规律迅

2、速增大，此时，欧姆定律对二极管不成立。在这次实验中，就是要用伏安法测绘晶体二极管的正向、反向导电特性曲线。测量电路如下：图2二极管反向伏安特性测量线路mA限流电阻箱开始时处于5000Ω位电源约1V　图1二极管正向伏安特性测量线路mA限流电阻箱开始时处于5000Ω位电源约1V　VVmA限流电阻箱开始时处于5000Ω位电源约1V　VmA限流电阻箱开始时处于5000Ω位电源约1V　V(a)mA表外接(a)mA表内接(a)mA表外接(a)mA表内接2、Pn结正向压降随温度变化的变化。Pn结温度传感器相对于其他温度传感器说，具有灵敏度高、

3、线性好、热响应快、易于实现集成化等优点。Pn结温度传感器的原理如下：Pn结正向压降(VF)是正向电流(IF)和温度(T)的函数：其中，e是电子电荷，k是波尔兹曼常数，B是与结面积、掺杂浓度有关与温度无关的常数，r是常数（），T是绝对温度，Vg(0)是绝对零度时Pn结材料的导带底和价带顶的电势差。上式中有两项，线性项：5样本1非线性项：可以证明，在恒流供电情况下，当温度较高（室温）时，Pn结的VF对T的依赖关系取决于线性项，即Pn结正向压降随温度升高而线性下降，这就是Pn结测温原理。在这次实验中，我们将测绘Pn结正向压降随温度变化

4、的曲线。四、实验仪器：1、仪器记录电阻元件V-A特性实验仪；Pn结正向压降特性实验仪；加热测温装置。2、仪器使用实验注意事项：（一）、电阻元件V-A特性实验仪的使用：（1）、在测量中电流不得大于2(mA).（二）、Pn结正向压降特性实验仪的使用：（1）、仪器的连线较多，芯线较细，所以要注意使用，不可用力过猛。（2）、除加热线无极性区别外，其余都有极性区别，连接时不要接反。特别注意，加热线绝对不要接错位置，否则一定会损毁仪器的。（3）、加热装置温度不要超过100oC,长期过热使用，会造成连接线老化。（4）、使用完毕后切断电源。五、

5、实验内容和步骤：.1、测定正向特性曲线依照图1，正确连接线路后，[电压表用“2V”档，电流表用“2mA”挡]，打开电源开关，将电源电压调至最小，逐步减小限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA为止，记下相应的电流和电压。然后调节电源或限流电阻，将电压表最后一位读数调成0，记录电压，电流。以后按每降低0.010V测一次数据，直到伏特表的读数为0.5500V为止。正向电流不用修正。2、测定反向特性曲线依照图2，正确连接线路后，[电压表用“2V”档，电流表用“2mA”挡，接通线路开关，将电源电压逐步调大，同时逐步减小限流电阻，直到毫安

6、表显示1.9999mA为止，记下相应的电流和电压。然后调节电源电压或者限流电阻，在将电流调节为1.8006，1.6006，1.4006、……….mA的情况下，记录相应的电压；其中0.0006mA为伏特计的电流，记录电流时应该自行减去。3、测绘Pn结正向压降随温度变化的曲线。（1）加热装置上共有两组连接线，侧向引出一组线，是加热线，共有两根芯线，与Pn结正向压降特性实验仪面板上的“12”两端子相连（可以不计正负），另一组从顶部引出，共六根芯线，其中两根（其中一根是黄色）自成一组，是测温信号线，黄色为正，黑色为负，与面板的“5”端子

7、的正负相连（正负不能接错），另外四根和“8”，“9”端子的正负相连（正负不能接错）。（2）将控温电流旋钮旋到最小位置，打开测量仪的电源，记录室温TS;(3)按下“IF””键，将IF调到50微安；按下“VF”键，记录VF，按下“△V”键，将△V调到零。（4）将加热电流调到700mA左右，观测△V的变化，△V每改变10mv读取一组△V、T值，直至温度达到100oC为止。5样本1六、数据记录：1、二极管的正向特性端电压V/V0.74000.73000.72000.71000.70000.69000.6800I/mA（外接）1.9995

8、1.50921.15770.87960.66940.50910.3087I/mA（内接）0.50460.42760.37380.32340.27630.23300.1944端电压V/V0.67000.66000.65000.64000.63000.62000.6