PN 结正向电压温度特性研究.ppt

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1、PN结正向电压温度特性研究五邑大学物理实验中心PN结的两个显著特性PN结具有单向导电性(二极管)PN结具有动态电阻,其正向电压降受温度影响显著,且在一定条件下具有线性关系(温度传感器)PN结温度传感器具有灵敏度高、线性好、热响应快和体小轻巧等特点，在温度数字化、温度控制以及用微机进行温度实时讯号处理等方面体现出了它的独特性和优良性，是其它温度传感器（如热电偶、测温电阻、热敏电阻等）所不能相比的。目前，主要以硅为材料，原因是硅材料易于实现功能化，即可将测温单元和恒流、放大等电路组合成一块集成电路。在非线性误差不超过0.5%的条

2、件下，硅材料温度传感器的测温范围为-50℃~150℃。如果采用不同材料，如锑化铟或砷化镓，可以拓宽传感器低温区或高温区的测温范围。电流不变时,PN结的正向电压降随温度变化的关系电流电压++++----++++++++++++------------空穴扩散方向电子扩散方向PN++++----++++++++++++------------空间电荷区内电场1.PN结的形成浓度差多子扩散运动空间电荷区内电场少子漂移运动动态平衡2．PN结温度传感器的基本方程和测温原理正向电流正向压降电子电量反向饱和电流热力学温度波尔兹曼常数与P

3、N结的结面积及掺杂浓度等有关的常数在一定温度范围内是常数绝对零度（即0K）时PN结材料的导带底和价带顶的电势差，对于给定的PN结材料，为定值在允许的温度变化区间内，在恒流供电条件下适用范围？VF跟T是线性关系3．PN结温标转换温度T是热力学温度，在实际使用时会有不变之处，为此，进行温标转换，采用摄氏温度t来表示。即T=273.2+t室温灵敏度4．确定PN结材料的禁带宽度绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差，对于给定的PN结材料，为定值禁带宽度实验目的：1．了解PN结正向电压随温度变化的基本规律。2．测绘恒流条件下PN

4、结正向电压随温度变化的关系图线。3．确定PN结的测温灵敏度S和被测PN结材料的禁带宽度Eg0。仪器介绍：TH-J型PN结正向压降温度特性实验组合仪A为样品室，是一个可卸的筒状金属容器。待测PN结样管和测温元件均置于样品座B上，其管脚通过高温导线分别穿过两旁空心细管与顶部插座P1连接。被测PN结的温度和电压信号通过P1插件的专用线输入测试仪。样品架引线架TH-J型PN结正向压降温度特性测试仪