中国石油大学(华东)大学物理实验2-2PN结xx琅

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1、【数据处理】1.Ic-Ube关系与波尔兹曼常数测量：表一三级管发射级与基级间的电压U1和相应电压U2记录表U1/V0.2800.2900.3000.3100.3200.3300.3400.3500.3600.370U2/V0.0170.0260.0400.0590.0900.1350.2030.2930.4390.655U1/V0.3800.3900.4000.4100.4200.4300.4400.4500.460　U2/V0.9781.4112.1083.1414.536.74410.04313.57913.579　室温T1=25℃，室温T2=25.1

2、℃，平均温度T=25.05℃由于本实验装置取Ic=U2/Rf，Ube=U1，Rf=1MΩ，可以直接对U1,U2进行处理则根据相关数据作出下图由图像可知满足方程U2=3E-07e39.452U1其中a=3E-07,b=39.452分别以U1为自变量，求出U2^，求出数据列表如下：表二U1为自变量，求出U2^数据表（指数形式）U1/V0.2800.2900.3000.3100.3200.3300.3400.3500.3600.370U2^/V0.01880.02790.04140.06150.09120.13530.20070.29780.44190.6556

3、U1/V0.3800.3900.4000.4100.4200.4300.4400.4500.460U2^/V0.97271.44312.14113.17674.71326.992810.375015.393122.8382由此可知，由此可知U2-U1满足的方程为U2=970908U114.179，其中a=970908,b=14.179分别以U1为自变量，求出U2*，求出数据列表如下:表三U1为自变量，求出U2^数据表（乘幂形式）U1/V0.2800.2900.3000.3100.3200.3300.3400.3500.3600.370U2*/V0.0141

4、0.02310.03740.05960.09350.14460.22080.33310.49660.7323U1/V0.3800.3900.4000.4100.4200.4300.4400.4500.460U2*/V1.06891.54482.21203.13944.41806.16788.544611.751116.0480由其中U1=0.460V时误差较大，故舍去。由其他数值计算出δ1=0.433897，δ2=0.759414因为δ1<δ2所以可知指数回归的方法较好波尔兹曼常数的计算：T1=25.0℃，T2=25.1℃可知温度的平均值T=25.05℃=

5、298.2K电子的电量e=1.6*10-19C，b=39.452K=e/(b*T)=1.36*10-23，与实际值K实际=1.38*10-23相差不大相对误差：B=│K实际-K│/K实际=1.44*10-2*100%=1.44%2.Ube-T关系与禁带宽度测量表四Ube-T关系数据记录表T/℃25.03035404550T/K298.15303.15308.15313.15318.15323.15Ube/V0.5550.5520.5430.5350.5230.513T/℃556065.070　　T/K328.15333.15338.15343.15　　U

6、be/V0.5020.4940.4830.474　　由上表作图得：由上图可知Ube和T的关系为：Ube=ST+Ugo，Ube=-0.0019T+1.1261从而得到：S=-1.9mV/℃，Ugo=1.12610K温度时半导体材料的禁带宽度Ego=eUgo=1.126eV相对误差：B=│Ego实际-Ego│/Ego实际=│1.126-1.2│/1.2*100％=6.17%【思考与讨论】1．简述PN结半导体温度传感器的特点答：PN结温度传感器工作原理是利用PN结的结电压会随温度呈近似线性变化这一特性，这种传感器测温范围为-50℃~-150℃，有很好的线性度，具

7、有尺寸小，响应快，灵敏度高，热时间常数小等诸多特点，使用空间十分广阔具有很好的前景。2．PN结温度传感器在使用过程中要注意什么问题？答：在PN结温度传感器的使用过程中所测温度必须在其有效测量范围内，若有短路现象应该立即切断电源，防止烧毁。【实验总结】本次“半导体PN结物理特性与波尔兹曼常数测量”实验，我觉得很意义，我们真正接触到并且亲生体会到了传感器的工作原理，本次实验对我们的动手能力要求较高，电路的连结是一大重点，必须严格的按照课本上讲的电路连接，否则实验很难完成。在实验过程中，必须特别注意一些事项，比如应该先检查电路连接是否正确以后再开启电源，否则会烧

8、毁仪器，同样的拆线时也必须要关闭电源，尤其是温度控制器，否则也会烧