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实 验 报 告 评分:
7 系 09 级 学号 P 姓名 李秋阳 日期 2010 年 10 月 13 日
实验题目: PN 结正向压降温度特性的研究
实验目的:
1) 了解 PN 结正向压降随温度变化的基本关系式。
2) 在恒流供电条件下,测绘 PN 结正向压降随温度变化曲线,并由此确定其灵敏度和被测 PN 结材料的
禁带宽度。
3) 学习用 PN 结测温的方法。
实验原理:
理想 PN 结的正向电流 IF 和压降 V F 存在如下近似关系
qVF
I F Is exp( ) (1)
kT
其中 q 为电子电荷; k 为波尔兹曼常数; T 为绝对温度; Is 为反向饱和电流, 它是一个和 PN 结材料的
禁带宽度以及温度等有关的系数,可以证明
r qVg (0)
Is CT exp[ ] (2 )
kT
其中 C 是与结面积、掺质浓度等有关的常数: r 也是常数; Vg (0) 为绝对零度时 PN 结材料的导带底和
价带顶的电势差。
将( 2 )式代入( 1)式,两边取对数可得
k c kT r
V F Vg (0) In T InT V1 Vn1 (3)
q I F q
其中
k c
V1 Vg (0) In T
q I F
KT r
Vn1 InT
q
这就是 PN 结正向压降作为电流和温度函数的表达式。 令 IF=常数, 则正向压降只随温度而变化, 但是
在方程( 3)中,除线性项 V 1 外还包含非线性项 V n1 项所引起的线性误差。
设温度由 T 1 变为 T 时,正向电压由 V F1 变为 V F,由( 3 )式可得
实 验 报 告 评分:
7 系 09 级 学号 P 姓名 李秋阳 日期 2010 年 10 月 13 日
r
T kT T
V F V g (0) Vg (0) V F 1 1n (4 )
T1 q T1
按理想的线性温度影响, VF 应取如下形式:
V F 1
V V (T T )
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