半导体实验报告.doc

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1、半导体物理实验报告物理学院12级电子3班郭旭洪学号：3112008307合作者：冯嘉进实验一半导体的霍尔效应实验目的1、了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。2、学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的VH-IS和VH-IM曲线。3、确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。实验仪器霍尔效应实验组合仪实验步骤⑴开关机前，测试仪的“IS调节”和“IM调节”旋钮均置零位（即逆时针旋到底）。⑵按图1.2连接测试仪与实验仪之间各组连线。注意：①样品各电极引线与对应的双刀开关之间的连线已由制造厂家连接好，请勿再动！②严禁将测试仪的励磁电源“IM

2、输出”误接到实验仪的“IS输入”或“ＶＨ、输出”处，否则，一旦通电，霍尔样品即遭损坏！样品共有三对电极，其中A、A/或C、C/用于测量霍尔电压，A、C或A/、C/用于测量电导，D、E为样品工作电流电极。样品的几何尺寸为：d=0.5mm,b=4.0mm,A、C电极间距l=3.0mm。仪器出产前，霍尔片已调至中心位置。霍尔片性脆易碎，电极甚细易断，严防撞击，或用手去摸，否则，即遭损坏!霍尔片放置在电磁铁空隙中间，在需要调节霍尔片位置时，必须谨慎，切勿随意改变y轴方向的高度，以免霍尔片与磁极面磨擦而受损。⑶接通电源，预热数分钟，电流表显示“.000”(当按下“测量

3、选择”键时)或“0.00”（放开“测量选择”键时），电压表显示为“0.00”。⑷置“测量选择”于IS挡（放键），电流表所示的值即随“IS调节”旋钮顺时针转动而增大，其变化范围为0-10mA，此时电压表所示读数为“不等势”电压值，它随IS增大而增大，IS换向，ＶＨ极性改号（此乃“不等势”电压值，可通过“对称测量法”予以消除）。C/A/CA图1.2　实验线路连接装置图⑸置“测量选择”于IM挡（按键），顺时针转动“IM调节”旋钮，电流表变化范围为0-1A。此时值随IM增大而增大，IM换向，ＶＨ极性改号（其绝对值随IM流向不同而异，此乃副效应而致，可通过“对称测量法

4、”予以消除）。至此，应将“IM调节”旋钮置零位（即逆时针旋到底）。⑹放开测量选择键，再测，调节，然后将“输出”切换开关倒向-侧，测量电压（电极间电压）；换向，亦改号。这些说明霍尔样品的各电极工作均正常，可进行测量。将“输出”切换开关恢复一侧。实验数据及处理下表IM=0.0600AIS取值范围为1.00-4.00mAIS(mA)V1(mV)V2(mV)V3(mV)V4(mV)VH=(V1+V2+V3+V4)/41-2.82.9-2.82.9-2.851.5-4.34.3-4.24.4-4.32-5.75.7-5.65.8-5.72.5-7.17.2-7.17.

5、2-7.153-8.68.6-8.58.7-8.64-11.511.5-11.411.6-11.51、测绘VH-IS曲线下表IS=3.00mAIM的取值范围为0.300-0.800AIM(A)V1(mV)V2(mV)V3(mV)V4(mV)VH=(V1+V2+V3+V4)/40.3-4.34.2-4.24.3-4.250.4-5.75.7-5.65.7-5.6750.5-7.17.1-7.17.2-7.1250.6-8.68.6-8.58.6-8.5750.7-1010-9.910.1-100.8-11.511.5-11.411.5-11.4752、测绘VH

6、-IM曲线3、测量Vσ值在IM=0时，取IS=0.25mA，测得Vσ=-18.85mV4、确定样品导电类型取IS=0.25mA，IM=0.6A，测得VA’A=-0.06mV5、求样品的RH、n、σ、μRH=VHd/ISB*108=6.75*103（厘米3/库伦）n=1/(

7、RH

8、e)=9.23*1014/cm3σ=neμ=21(S/M)μ=

9、RH

10、σ=1.41*103实验二半导体PN结的物理特性及弱电流测量实验目的1、在温室时，测量PN结电流与电压的关系2、在不同温度条件下，测量PN结电流与电压关系并计算玻尔兹曼常数3、掌握用运算放大器组成电流—电压变换器测

11、量弱电流的方法实验仪器及材料1、PN结物理特性测定仪2、测试电路3、保温杯级温度计实验原理PN结物理特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN结的正向电流－电压关系满足：（2-1）式（2-1）中I是通过PN结的正向电流，是不随电压变化的常数，T是热力学温度，e是电子电量，U为PN结的正向压降。由于在常温（300K时），kT/e0.026V，而PN结正向压降约为十分之几伏，则》1，（2-1）式括号内1完全可以忽略，于是有：（2-2）即PN结正向电流随正向电压按指数规律变化。若测得PN结I－U关系值，则利用（2-2）式可以求出e/KT。在测得温度T后，就可以

12、得到e/K常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻