PN结正向特性的研究 PPT

禁带(band gap)：导带与价带之间的不存在薛定 谔方程本征解得能量区间称为禁带。
PN结：导电载流子为空穴的P型半导体在与 多数载流子是电子的N型半导体“接触”后， 由于电子和空穴密度差的存在，将使电子自 N区向P区扩散，空穴自P区向N区扩散，结 果在交界处形成电荷区，这就是PN结。
势垒区
PN结温度传感器的基本方程
对给定的PN结材料，如果正向电流恒定不变， 在允许的温度变化区间内，PN结的正向电压 与温度成线性关系，即正向电压随温度的升 高而线性下降，即, VF Vg(0) (klnC)T q IF
因此，只要测出正向电压的大小，就可得知 这时候的温度，这就是PN结测温的依据。
PN结正向特性的研究
1.了解PN结正向压降随温度变化的规律 2. 测量恒流条件下，PN结正向压降随温度变
化的曲线 3. 确定PN结的灵敏度和被测PN结材料的禁
带宽度
温控仪 PN结实验仪
恒温电炉
三、相关概念
价带（Valence bandห้องสมุดไป่ตู้：与价电子能级相对应的 能带称为价带。
导带(conduct band)：价带以上能量最低的允许 带称为导带。
- - -++ - -+ + +
N
- - -++
--+ + + P
- - -++ - -+ + +
内电场
PN结温度传感器的基本方程
V FV g(0)(klnC )TkTlnTrV 1V n 1 q IF q
其中
V1Vg(0) (klnC)T q IF
Vn1 k TlnTr q
线性项 非线性项
V g(0)V F(klnC)TV F(0)273.2S q IF
所以 E g ( 0 ) q V g ( 0 ) q ( V F ( 0 ) 2 7 3 .2 S )
1、在同一恒定正向电流条件下，测绘PN结 正向压降随温度的变化曲线，确定其灵敏度， 估算被测PN结材料的禁带宽度；
选择合适的正向电流IF=60μA，记下室温t及 正向电压VF。
(*降温测量组：正向电流60μA,记下初始温度 t及正向电压VF )
2、 将温度传感器实验装置上的“加热电流” 开关置“开”位置，根据目标温度，选择合适 的加热电流，在实验时间允许的情况下，加 热电流可以取得小一点，如0.3～0.6A之间。
3、加热炉内温度开始升高，开始记录对应 的VF和T于表2。
表1同一IF下，正向电压与温度的关系 IF= 60 μA （每隔5度记录一个数据）
注意：在整个实验过程中，正向电流IF应并保持不 变。设定的温度不宜过高，必须控制在120℃以内。
五、数据记录
记录降温过程的同学，IF =60 μA,关闭加热电流，打 开散热风扇
S VF 2 VF1 T2 T1
PN结温度传感器灵敏度 VF = VF(0) - St
S k ln C q IF
为PN结温度传感器灵敏度
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
PN结材料禁带宽度 PN结材料的禁带宽度Eg(0)定义为电子的电量q与热
力学温度0K时PN结材料的导带底和价带顶的电势差 Vg(0)的乘积。 当t = 0℃时，T=273.2，VF=VF(0)，有