PN结伏安特性实验报告模版

PN结温度特性与伏安特性的研究

实验报告
课程名称普通物理实验2 实验项目PN结温度特性与伏安特性的研究专业班级姓名学号
指导教师成绩日期2022年9月11日
图1 PN结温度传感器
实验报告内容：一实验目的二实验仪器（仪器名称、型号）三实验原理（包括文字叙述、公式和原理图）四.实验内容与步骤五、实验原始数据和数据处理六.实验结果七.分析讨论（主要分析实验的误差来源和减小误差的方法，对实验过程和实验结果的评价和对实验方法或实验装置的建议等）八.思考题
也是常数；
,
温度时的
即为灵敏度
这是非线性项可知，
的普遍规律。

此外，由公式可知，减小
就可
图2 二线制电路图
图3 三线制电路图
图5 I F−V F曲线）求玻尔兹曼常数K并计算误差
K=q
T
ln
I F
2
I F
1
(V F
1
−V F
2
)=1.393(10−23J/K)
E=Δ
X ×100%=1.393−1.38
1.38
×100%=0.93%
图6 V F −T 曲线
）计算灵敏度S 和禁带宽度E g (0) 曲线得：
=∆V F ∆T ⁄=−0.0023(V ℃⁄)=−2.3(mV ℃⁄) E g (0)=qV g (0)=1.2026eV
六、实验结果。

PN结伏安特性

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（三）实验名称： PN 结伏安特性曲线的测量学院：物理科学与技术学院组号： 18 指导教师：报告人：学号：实验地点科技楼B108 实验时间： 2015.3.24实验报告提交时间： 2015.3.31一、实验设计方案1.1、实验目的熟悉DataStudio 软件、750数据接口的使用。

测绘PN 结正向伏安特性曲线，并用DataStudio 软件拟合曲线。

1.2、实验原理PN 结的导电特性加在PN 结两端的电压和流过二极管的电流之间的关系曲线称为伏安特性曲线。

正向特性：u>0的部分称为正向特性。

反向特性：u<0的部分称为反向特性。

PN 结的伏安特性（外特性）如图1所示，它直观形象地表示了PN 结的单向导电性。

PN 结的伏安特性曲线伏安特性的表达式式中i D ——通过PN 结的电流 v D ——PN 结两端的外加电压V T ——温度的电压当量，V T = kT/q = T/11600 = 0.026V ，其中k 为波耳兹曼常数（1.38×10–23J/K ），T 为热力学温度，即绝对温度（300K ），q 为电子电荷（1.6×10–19C ）。

在常温下，V T ≈26mV 。

e ——自然对数的底I s ——反向饱和电流，对于分立器件，其典型值为10-8~10-14A 的范围内。

集成电路中二极管PN 结，其I s 值则更小。

当v D >>0，且v D ＞VT 时，；当v D ＜0，且时，i D ≈–I S ≈0 。

由此可看出PN 结的单向导电性。

图1 PN 结的伏安特性曲线电流（A）。

pn结的特性研究实验报告

pn结的特性研究实验报告一、实验目的本实验旨在深入研究 pn 结的特性，包括其电流电压特性、电容特性等，以加深对半导体物理中 pn 结基本原理和工作机制的理解。

二、实验原理1、 pn 结的形成当 p 型半导体和 n 型半导体紧密接触时，由于两边载流子浓度的差异，会发生扩散运动。

p 区的空穴向 n 区扩散，n 区的电子向 p 区扩散，在接触面附近形成空间电荷区，也就是 pn 结。

空间电荷区产生内建电场，阻止扩散运动的进一步进行，当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，pn 结形成。

2、 pn 结的电流电压特性根据半导体物理理论，pn 结的电流电压关系可以用肖克利方程来描述：＼ I ＝ I_0 （e^｛＼frac{qV}｛kT}｝ 1) ＼其中，＼（I\）是通过 pn 结的电流，＼（I_0\）是反向饱和电流，＼（q\）是电子电荷量，＼（V\）是施加在 pn 结上的电压，＼（k\）是玻尔兹曼常数，＼（T\）是绝对温度。

当施加正向电压时，电流随电压迅速增加；当施加反向电压时，在一定范围内，电流很小，几乎为零，当反向电压超过一定值（击穿电压）时，反向电流急剧增加。

3、 pn 结的电容特性pn 结的电容包括势垒电容和扩散电容。

势垒电容是由于空间电荷区的宽度随外加电压的变化而引起的电容效应；扩散电容是由于扩散区中少数载流子的积累和释放而产生的电容效应。

三、实验仪器与材料1、半导体特性测试仪2、待测 pn 结样品3、连接导线若干四、实验步骤1、连接实验仪器将半导体特性测试仪与待测 pn 结样品通过导线正确连接，确保连接牢固，接触良好。

2、测量电流电压特性设置半导体特性测试仪的工作模式为电流电压测量，逐步改变施加在 pn 结上的电压，从负向较大电压开始，逐渐增加到正向较大电压，记录相应的电流值。

3、测量电容电压特性将测试仪切换到电容电压测量模式，同样改变施加的电压，记录不同电压下的电容值。

4、重复测量为了提高测量的准确性，对上述测量过程进行多次重复，取平均值作为最终结果。

伏安特性实验报告结论(3篇)

第1篇一、实验概述伏安特性实验是电学基础实验之一，旨在通过测量电学元件在电压与电流作用下的关系，绘制出伏安特性曲线，从而分析元件的电阻特性。

本实验采用逐点测试法，对线性电阻、非线性电阻元件的伏安特性进行了测量和绘制。

二、实验目的1. 理解伏安特性曲线的概念，掌握伏安特性曲线的绘制方法。

2. 通过实验验证欧姆定律，了解电阻元件的伏安特性。

3. 分析非线性电阻元件的特性，掌握其应用领域。

三、实验原理1. 伏安特性曲线：在电阻元件两端施加电压，通过电阻元件的电流与电压之间的关系称为伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分为线性电阻和非线性电阻。

2. 线性电阻：线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，斜率代表电阻值。

其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关。

3. 非线性电阻：非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。

四、实验步骤1. 准备实验仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、电阻元件、导线等。

2. 连接实验电路：将电阻元件与直流稳压电源、直流电压表、直流电流表连接成闭合回路。

3. 测量电压与电流：逐步调节直流稳压电源的输出电压，记录对应的电流值。

4. 绘制伏安特性曲线：以电压为横坐标，电流为纵坐标，将实验数据绘制成曲线。

五、实验结果与分析1. 线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。

斜率代表电阻值，与实验理论相符。

2. 非线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线。

在低电压下，电阻值较小，随着电压的增大，电阻值逐渐增大，直至趋于饱和。

这与实验理论相符。

3. 伏安特性曲线的应用：通过伏安特性曲线，可以分析电阻元件在不同电压下的电阻值，从而了解电阻元件的电阻特性。

在工程实践中，伏安特性曲线对于设计电路、选择电阻元件具有重要意义。

PN结伏安特性实验报告模版

通过本实验激发试验者的空间想象，逻辑推理能力，训练应变能力以及强化严谨分析问题的能力和务实的工作作风，形成科学探索研究素质、本实验着重培养和提高实验者在半导体领域的基本实验测试技术。
二、实验原理：
三、实验仪器：
1，直流稳压电源的技术指标
2，可变电阻箱的结构和技术指标
3，电压表
4，电流表pn结伏安特性实验报告模版pn结伏安特性实验报告pn结伏安特性的测量pn结伏安特性曲线pn结伏安特性pn结的伏安特性伏安特性曲线实验报告伏安特性实验报告伏安特性曲线实验伏安特性测量实验报告
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深圳大学实验报告
课程名称：大学物理实验（1）
实验名称：PN结的伏安特性测量
学院：材料学院
（1）测定及绘制出PN结的正向，反向伏安特性曲线（分别用电流表外接和内接）。
（2）测定及绘制出稳压二极管的反向伏安特性曲线。
（3）线性电阻器伏安特性测试。、
（4）钨丝灯泡的伏安特性测试。
五、数据记录与处理：
（一）数据记录
1、二极管的正向特性
U（V）
I（mA）
1.9999
U（V）
I（mA）
2、二极管的反向特性
专业：班级：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点：科技楼实验时间：
实验报告提交时间：
教务处制
一、实验目的：
实验要求作出PN结正，反向伏安特性曲线，以直观理解PN结正向导通，反向截止的点特新，为理解半导体内部带电粒子飘移，扩散等运动提供强有力的事实依据。为得出准确合理的曲线，需正确地连接实验线路，弄清伏安法内接和外接的区别以及待测阻值大小与之相应的接法；需采集微小变化量，非线性点的原始数据。在采集正反向曲线（U,I）点时应区别对待。

pn结的伏安特性与温度特性测量(精)

PN结的伏安特性与温度特性测量半导体PN结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。

使用本实验的仪器用物理实验方法，测量PN结扩散电流与电压关系，证明此关系遵循指数分布规律，并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。

本实验的仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电阻测温U与热力学温度T关系，求得该传感器的灵敏度，并电桥，测量PN结结电压be近似求得0K时硅材料的禁带宽度。

【实验目的】1、在室温时，测量PN结扩散电流与结电压关系，通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。

2、在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。

3、学习用运算放大器组成I-V变换器测量10-6A至10-8A的弱电流。

U与温度关系，求出结电压随温度变化的灵敏度。

4、测量PN结结电压be5、计算在0K时半导体（硅）材料的禁带宽度。

6、学会用铂电阻测量温度的实验方法和直流电桥测电阻的方法。

【实验仪器】FD-PN-4型PN结物理特性综合实验仪（如下图）,TIP31c型三极管（带三根引线）一只，长连接导线11根（6黑5红），手枪式连接导线10根，3DG6（基极与集电极已短接，有二根引线）一只，铂电阻一只。

【实验原理】1、PN 结伏安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：[]1/0-=KT eU e I I (1)式(1)中I 是通过PN 结的正向电流，I 0是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。

由于在常温(300K)时，kT /e ≈0.026v ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则KT eU e />>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：KT eU e I I /0= (2)也即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(1)式可以求出e /kT 。

pn结的伏安特性实验报告

pn结的伏安特性实验报告pn结的伏安特性实验报告引言：伏安特性是电子学中非常重要的一个概念，它描述了电流和电压之间的关系。

本实验旨在通过测量pn结的伏安特性曲线，探究pn结的导电特性以及其在电子器件中的应用。

实验目的：1.了解pn结的基本结构和原理；2.测量和分析pn结的伏安特性曲线；3.探究pn结在电子器件中的应用。

实验仪器和材料：1.直流电源；2.数字电压表；3.电流表；4.二极管（pn结）；5.电阻；6.导线。

实验步骤：1.搭建实验电路：将二极管连接到直流电源的正负极，同时将电流表和电压表接入电路中；2.调节直流电源的电压，从0V开始逐渐增加，同时记录电流表和电压表的读数；3.重复步骤2，直到电压达到一定范围。

实验数据记录与分析：在实验过程中，我们记录了不同电压下的电流值，并绘制了伏安特性曲线图。

根据实验数据，我们可以观察到以下现象和规律：1.在正向偏置下，当电压逐渐增加时，电流呈指数增长的趋势；2.在反向偏置下，当电压逐渐增加时，电流基本保持在一个很小的范围内；3.在正向偏置下，当电压达到一定值后，电流开始急剧增加，此时二极管进入正向击穿状态。

根据以上观察结果，我们可以得出以下结论：1.在正向偏置下，二极管具有正向导电性，电流与电压呈指数关系；2.在反向偏置下，二极管具有很高的阻抗，电流几乎不流过；3.正向击穿是pn结的一种特性，当电压达到一定值时，会出现电流突增的现象。

实验结果的分析与讨论：根据实验结果，我们可以进一步分析和讨论pn结的导电特性以及其在电子器件中的应用。

首先，由于pn结具有正向导电性，可以将其应用在整流电路中。

通过合理选择二极管的材料和参数，可以实现将交流电转化为直流电的功能。

其次，pn结在电子器件中还可以用作光电二极管。

当光照射到pn结上时，会产生光电效应，使得pn结的导电特性发生变化。

这种特性可以应用在光电传感器、光电开关等领域。

此外，pn结还可以用于温度传感器。

由于温度的变化会影响pn结的导电特性，通过测量pn结的伏安特性曲线，可以实现温度的测量和控制。

太阳能电池伏安特性研究物理实验报告

请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）1．PN结的形成及单向导电性1．ＰＮ结的形成（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。

但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。

Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。

这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是内电场将阻碍多子的扩散，二是P区和N区的少子一旦靠近PN结，便在内电场的作用下漂移到对方，使空间电荷区变窄。

2．ＰＮ结的单向导电性（1）外加正向电压（正偏）在外电场作用下，多子将向ＰＮ结移动，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移，扩散运动起主要作用。

结果，Ｐ区的多子空穴将源源不断的流向Ｎ区，而Ｎ区的多子自由电子亦不断流向Ｐ区，这两股载流子的流动就形成了ＰＮ结的正向电流。

（2）外加反向电压（反偏）在外电场作用下，多子将背离ＰＮ结移动，结果使空间电荷区变宽，内电场被增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散，漂移运动起主要作用。

漂移运动产生的漂移电流的方向与正向电流相反，称为反向电流。

因少子浓度很低，反向电流远小于正向电流。

当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。

2．光伏效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。

pn结伏安特性实验报告

pn结伏安特性实验报告五、实验内容与步骤1( 测量PN 结正向伏安特性曲线。

由式(4)可以看出，在温度不变的条件下，PN 结的正向电流 IF与电压 VF呈指数曲线关系，本实验要求绘出室温和 t=40两条 PN 结伏安曲线。

用坐标纸绘出相应曲线。

2( 测量恒流条件下PN 结正向电压随温度变化的关系曲线。

本实验要求测出 IF=50μA 条件下 PN 结正向电压随温度变化曲线。

实验中每隔 5测一个数据，直至加热到 85。

要先记下室温时 PN 结的电压VF值。

用坐标纸绘出相应曲线。

3( 确定 PN 结的测温灵敏度和被测 PN 结材料的禁带宽度。

(1)以 t 作横出坐标，VF作纵坐标，作 t-VF曲线。

正确地采用两点式求斜律的方法，计算 PN结温度传感器的灵敏度 S六、实验数据与处理1、PN 结正向伏安特性曲线表一: 注I=50μA时，U=483mV 绘制成曲线如下系列2为40度时的伏安特性曲线，系列一为室温(25.1度)时的伏安特性曲线由计算机进行拟合可知，I-U满足指数关系的可信度很高。

2、恒流条件下PN结正向电压随温度变化的关系曲线。

表二注:I=50μA 室温25.1时U=483mV计算机绘图如下:曲线拟合得U=-2.9t+551.1(mV) ,相关系数R2=0.9902，可信度很高即灵敏度S=2.9mV/ 计算得VF(t0)=478.3mV 由可以算出禁带宽度Eg(t0)=1.34eV与理论值1.21eV的相对误差为(1.34-1.21)/1.21*100%=11%七、误差分析1、测量U-T曲线时，升温过快导致调节电流不及时;2、温度计示数有一定延迟。

篇二:PN结浓度实验报告PN结杂质浓度分布测量与等效模型姓名:XXX班级:XXX指导老师:侯清润，实验日期:2015.11.26【摘要】根据p-n结反向势垒电容与杂质浓度的关系，采用电容-电压法对p-n 结杂质浓度分布进行测量。

并使用锁相放大器实现电容-电压法中微小电信号的测量，得到了势垒电容与外加电压的曲线关系并测出p-n结的杂质浓度分布与内建电压。

PN结正向伏安特性与温度的研究

温度对pn结正向伏安特性的实验研究
实验设备
需要使用恒温箱、电流表、电压表等设备，以及pn 结二极管样品。
实验步骤
在恒温箱中设定不同的温度，测量不同温度下的正向电压和电流值，记录数据并进行分析。
实验结果
通过实验数据可以观察到随着温度升高，正向电流增大，正向电压略有减小。
温度对pn结正向伏安特性的应用前景
Part
02
pn结正向伏安特性
pn结正向伏安特性的定义与原理
定义
pn结正向伏安特性是指在正向偏置条件下，pn结的电压-电流关系特性。
原理
当外加正向电压时，pn结内部的电场被削弱，电子和空穴的扩散运动增强，形成正向电流。随着正向电压的增加，正向电流也相应增加。
影响pn结正向伏安特性的因素
研究不足与展望
01 02 03
实验条件限制
虽然实验结果与理论模型基本一致，但由于实验条件的限制，部分高温度下的数据点存在一定的误差。未来可以通过改进实验设备和方法，提高实验数据的准确性和可靠性。
理论模型简化
为了简化分析，本研究采用了简化的理论模型。然而，实际pn结的物理过程可能更加复杂，涉及到更多的物理效应。未来可以进一步完善理论模型，以更准确地描述pn结的物理特性。
感谢您的观看
STEP 03
能源转换
STEP 02
利用pn结正向伏安特性随温度变化的特性，可以开发新型能源转换器件，如热电转换器等。
STEP 01
电子器件优化
了解温度对pn结正向伏安特性的影响，有助于优化电子器件的性能，提高其稳定性。
温度传感器
利用pn结正向伏安特性随温度变化的特性，可以制作温度传感器，用于测量温度。

PN结修改-PN结物理特性综合实验报告模板

一、实验目的：1、在室温时，测量PN结电流与电压关系，证明此关系符合指数分布规律。

2、在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。

3、学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流。

4、测量PN结电压与温度关系，求出该PN结温度传感器的灵敏度。

5、计算在0K温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度。

二、实验仪器设备：PN结物理特性综合实验仪(FD-PN-4型)，TIP31型三极管，长连接线(5黑、6红)，手枪式连接导线10根，3DG6(基极和集电极短路)，铂电阻一只。

三、实验原理：1、PN结伏安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：[exp(e U/kT)-1] (1)I=I式(1)中I是通过PN结的正向电流，I0是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T是热力学温度，e是电子的电荷量，U为PN结正向压降。

由于在常温(300K)时，kT/e≈0.026v ，而PN结正向压降约为十分之几伏，则exp(e U/kT)>>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：exp(e U/kT) (2)I=I也即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(1)式可以求出e/kT。

在测得温度T后，就可以得到e/k常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k。

在实际测量中，二极管的正向I-U关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数k往往偏小。

这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其它电流。

一般它包括三个部分：[1]扩散电流，它严格遵循(2)式；[2]耗尽层符合电流，它正比于exp(e U/2kT)；[3]表面电流，它是由Si和SiO2界面中杂质引起的，其值正比于exp(e U/m kT),一般m>2。

因此，为了验证(2)式及求出准确的e/k常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。

大学物理实验报告23——PN结温度传感器特性1

天津大学物理实验报告姓名：专业：班级：学号：实验日期：实验教室：指导教师：【实验名称】 PN 结物理特性综合实验【实验目的】1. 在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合波耳兹曼分布规律2. 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流4. 测量PN 结电压与温度关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度5. 计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度【实验仪器】半导体PN 结的物理特性实验仪资产编号：××××，型号：×××（必须填写）【实验原理】1．PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足：]1)/[exp(0-=kT eU I I (1)当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：0exp(/)I I eU kT = (2)也即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(1)式可以求出/e kT 。

在测得温度T 后，就可以得到/e k ，把电子电量e 作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。

实验线路如图1所示。

2、弱电流测量LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。

其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。

运算放大器的输入电压0U 为：00i U K U =- (3)式(3)中i U 为输入电压，0K 为运算放大器的开环电压增益，即图2中电阻f R →∞时的电压增益（fR 称反馈电阻）。

因而有：0(1)i i s ffU U U K I R R -+==(4)由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为1i f f x sU R R Z I K K ==≈+ (5)由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式，即：图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图1MLF356-+74+15V-15V236ecbV 1V 2100Ω1.5VTIP31TIP31ebc LF35612348765R fI sK o-+U 0U iZ rI s图2 电流－电压变换器i s frU UI Z R ==-(6)只要测得输出电压0U 和已知f R 值，即可求得s I 值。

实验 17 半导体 PN结伏安特性和温度特性研究

I
常数。但对任意一对 V 和 I 来说，其比值仍表示对应的电阻值。在图 17－2 中， A 点 RA＝
U be ， I be源自- 98 -B 点 RB＝
U be ，显然它们是不相等的。这里的电阻应理解为静态电阻。A 点或 B 点为某 PN I be
结的直流偏置点（或叫工作点）。在 A 点或 B 点左右电压 V 有△V 变化时，就必然引起电流 I 有Δ I 的变化,△V 和△I 之比 V 即为在工作点 A 或 B 处的动态电阻，由图中可见，静态电阻 RA＝ A 为 A 点与原点直线斜率 IA V 的倒数，动态电阻 RA′＝ A 则为通过 A 点的切线斜率的倒数。 I A 对于 PN 结或更为复杂的电子元件如运算放大器等电子元件，用静态参数描述其电气特性已经不方便、不全面了，一般采用特征参数和特性曲线结合来描述其电气特性。对于给定的 PN 结，在给定温度 T 下，PN 结电压 Ube 与 PN 结电流 Ibe 的关系曲线为该 PN 结在该温度下的伏安特性曲线；在给定电流 Ibe 的情况下，PN 结电压 Ube 与温度 T 的关系为该 PN 结在该恒定电流情况下的温度特性曲线；伏安特性曲线和温度特性曲线是两种最常用的 PN 结特性曲线，同样我们还能测定 PN 结的其它特性曲线。
半导体 PN 结伏安特性和温度特性研究
河海大学物理实验中心
目的 1．学习掌握测定 PN 结电气特性的方法； 2．测定半导体 PN 结（晶体三极管）伏安特性曲线； 3．测定半导体 PN 结（晶体三极管）温度特性曲线，测定 PN 结温度系数； 4．学习掌握用特性曲线描述元件电气性能的方法，掌握实验作图法；原理当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。一般金属导体电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线，如图 17－1。从图上看出，直线通过一、三象限，它表明当调换电阻两端电压的极性时，电流换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数 tg ＝ I ＝ 1 。所以，R＝ V ＝常数，斜

【报告】伏安特性实验报告

【关键字】报告伏安特性实验报告篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案)实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1．学习测量电阻元件伏安特性的方法；2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点尝试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。

二、实验原理在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。

任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f(U)来表示，即用I－U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。

线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。

该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定，其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。

常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。

在图1-1中，U ＞0的部分为正向特性，U＜0的部分为反向特性。

(a)线性电阻(b)白炽灯丝绘制伏安特性曲线通常采用逐点尝试法，电阻元件在不同的端电压U作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f(U)，根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。

三、实验设备与器件1.直流稳压电源1 台2.直流电压表1 块3.直流电流表1 块4.万用表1 块5.白炽灯泡 1 只6. 二极管1 只7.稳压二极管1 只8.电阻元件 2 只四、实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。

调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。

2将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤，在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。

pn结的特性实验报告

pn结的特性实验报告本实验中不使用硅二极管进行测量，而是将硅三极管的集电极c 与基极 b 短接代替PN 结进行测量．此时集电极电流只包含扩散电流，而耗尽层复合电流主要在基极 b 出现，测量集电极电流时不包括它。

若实验时选取性能良好的硅三极管，并处于较低的正向偏置，则表面电流的影响可以完全忽略。

实验过程1、测量PN 结正向电流I 与正向电压U 的关系（1）搭建如图所示实验装置，将三极管与温度传感器浸没在盛有油的试管中，将试管与加热器浸没在盛满水的烧杯中，将磁性转子放置在烧杯底部，用铝盖板盖住烧杯，接通电源。

（2）测量室温T ，粗测PN 结正向电压U 1与正向电流I 放大后对应的电压U 2之间的关系，观察是否有饱和现象，根据粗测结果确定细测时U 1的取值范围。

（3）保持温度T 不变并且记录T 的值，测量室温下PN 结正向电压U 1电压U 2之间的关系。

（4）计算正向电流I ，分别作I-U 与lnI-U 图像，并分别对I-U 图进行幂函数拟合与指数函数拟合，对lnI-U 图进行线性拟合，分析各拟合方式得出经验公式并计算玻尔兹曼常数k 。

2、测量PN 结正向电流I 及正向电压U 与温度T 的关系（1）在室温的基础上，升高温度3-5K ，记录PN 结正向电压U 1与电压U 2相对未升温时细测数据的变化，分析相同正向电压U 1对应的电压U 2的变化规律，相同电压U 2对应的正向电压U 1的变化规律，选择合适的正向电压U 1与电压U 2的大小作为实验常数,。

（2）逐渐升高温度T （最终与最初之间的温差不小于30K ），测量相同正向电压U 1对应的电压U 2，相同电压U 2对应的正向电压U 1，计算正向电流I 。

（3）根据理论选取合适函数对实验数据进行拟合，计算0K 时PN 结材料的禁带宽度E 。

注意事项（1）搭建实验装置时要注意将试管的油面控制在烧杯的水面下方，以便充分热交换。

（2）本实验仪器加热装置设计为将水加热至所设定的温度，然而由于加热装置的余热使水最终热平衡的温度会再升高1K 左右，测量数据时要等待达到热平衡后再测量。

PN结伏安特性的测量(实验报告示例)

PN结伏安特性的测量（实验报告示例）重要的事情放在前面：本文大多数内容（包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容、思考题）均源于大学物理实验指导书，并非本人原创，其余均为本人原创。

实验数据均为本人经过实验得出，放在这里是为了展示完整的实验报告，并供读者参考和学习，请端正学习心态，切勿抄袭、无故修改、伪造实验数据！实验报告正文：一、实验目的1.锻炼空间想象、逻辑推理能力。

2.训练应变能力以及强化严谨分析问题的能力和务实的工作作风。

3.形成科学探索研究素养。

4.培养和提高在半导体领域的基本实验测试技术。

二、实验原理半导体分本征和杂质两大类。

纯净的无杂质的半导体称为本征半导体。

在本征半导体中掺入微量的杂质，将显著地改变半导体的特性，成为杂质半导体。

若在锗中掺入百万分之一的砷后，其导电率将提高数万倍。

杂质半导体分空穴型（P型）和电子型（N型）两种。

下面对它们的导电性分别作一些简要的说明。

如图7-1所示，将五价杂质原子砷掺入四价硅（Si）中，砷有五个价电子，其中四个价电子与相邻的硅原子形成共价键，第五个价电子所受的束缚较小，它可环绕带正电的砷离子运动。

砷这类五价杂质称为施主杂质。

由于含有施主杂质半导体的载流子为电子，故掺有施主杂质的半导体也叫做N型半导体。

如图7-2所示，将三价杂质硼（B）掺入到四价半导体锗中，由于硼有三个价电子，它和相邻的锗原子构成共价键时，缺少一个价电子，于是就存在一个带+e电荷的空穴。

这个空穴在带－e电荷的硼离子的作用下，将环绕带负电的硼离子运动。

硼这类三价杂质则称为受主杂质。

由于含有受主杂质半导体的载流子为空穴，故掺有受主杂质的半导体也叫做P型半导体。

当P型半导体和N型半导体相接触时，在它们相接触的区域就形成了PN结。

实验中发现，PN结两端没有外加电压时，半导体中没有电流；当PN结两端加上外电压时，就有电流通过，电流的大小和方向跟外加电压有关。

图7-3是从实验中得出的PN结伏安特性曲线。

【精品】PN结伏安特性实验报告模版

【精品】PN结伏安特性实验报告模版
PN结伏安特性实验报告
实验目的：
本实验旨在测量PN结伏安特性，研究PN结伏安特性之间的相互关系，及其逆向传导
特性。

实验内容
本实验采用X型PN结，采用标准量具如电流表、电压表等实验仪器，进行测量。

1、准备实验仪器。

2、准备实验样品，安装PN结，结构图如下：
3、安装完毕之后，调节电压源，给实验样品施加电压，调节电流表为10mA，以及调
节测试仪器实现PN结伏安特性测量。

4、实验对样品施加低/高电压并采集读数，并将各个临界电压及其相应的电流读数记
录在观测表上，之后再进行读数的解析及实验分析，得出最终结论。

实验结果可见左表：
电压/V 电流/mA
2.5 0.01
5 0.02
7.5 0.04
10 0.06
12.5 0.08
15 0.10
从实验结果可知，当施加的电压从2.5V到15V时，电流从0.01mA逐渐增加到0.10mA，说明当电压提高1V时，电流就会增加0.02mA，表明PN结具有正向传导特性。

另外，PN
结也具有良好的绝缘性能，即PN结的临界电压在15V以下时，其电流仍然在10mA以下。

根据本次实验，得出PN结具有良好的正向传导特性和良好的绝缘特性，属于正常结果。

pn结伏安特性实验报告模版

pn结伏安特性实验报告模版[pn结伏安特性实验报告模版]实验名称：pn结伏安特性实验课程名：电子学实验实验时间：[实验时间]实验目的：1. 理解pn结的基本原理和特性。

2. 掌握使用电压源测量pn结的伏安特性曲线。

实验器材：1. 精密电阻箱2. 直流电压源3. 直流电流表4. 毫伏表5. 多用途示波器6. pn结二极管实验原理：pn结是由n型半导体和p型半导体直接接触而形成的结，以此结为基础构成的二极管叫做pn结二极管。

pn结二极管是半导体器件中应用最广泛的一种。

在不同电压条件下，pn结具有不同的特性。

通过测量pn结的伏安特性曲线，可以了解它在不同电压和电流条件下的工作状况。

实验步骤：1. 准备实验器材，并将示波器的正负输入端接到电流表的正负极上。

2. 将电压源的正极与pn结的p区连接，负极与n区连接。

3. 将电阻箱调节到适当的电阻值，使电流表示数在1mA左右。

4. 通过改变电压源输出电压，记录电流表和毫伏表的示数。

5. 用多用途示波器将该直流电压源输出的电压与电流的对应关系进行记录。

实验结果：-| 输入电压V | 电流表示数I | 毫伏表示数V--|----------|-------------|-----------1 | 0.5V | 0.1mA | 0.3mV2 | 1.0V | 0.2mA | 0.6mV3 | 1.5V | 0.3mA | 0.9mV4 | 2.0V | 0.4mA | 1.2mV5 | 2.5V | 0.5mA | 1.5mV数据分析：根据实验结果可以得到pn结的伏安特性曲线。

从数据中可以观察到，随着输入电压的增加，电流也呈线性增加的趋势。

同时，随着电流的增加，毫伏表的示数也逐渐增加。

这说明在正向偏置的情况下，pn结二极管的导电能力增强。

实验结论：根据实验结果，可以得出以下结论：1. pn结二极管在不同电压条件下的导电能力不同，呈现出伏安特性曲线。

2. 在正向偏置的情况下，pn结二极管的导电能力增强。

PN结的伏安特性与温度特性测量

PN结正向压降与温度特性的研究【实验目的】1.研究pn结正向压降与温度之间的关系。

2.提出利用pn结的这个特性设计温度传感器的方案。

【实验仪器】1. pn结物理特性实验仪。

2. 保温杯。

3. 开水、冰块等。

【实验原理】1.理想的pn结正向电流IF 和压降VF 存在如下近似关系式中，q 为电子电量，K=1.38×10－23J•K-1为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度，Im 为反向饱和电流，它的大小其中C 是与半导体截面积、掺杂浓度等因素有关的常数；γ是热学中的比热比，也是一个常数；Vg(0)是热力学温度T=0 时，PN 结材料的能带结构中，它的导带底、价带顶之间的电势差—8212 —半导体材料的能带理论中，把有电子存在的能量区域称作价带，空着的能量区域叫导带，而电子不能存在的能量区域叫禁带。

将式(2)带入式(1)，两边取对数可得（3）其中，。

式(3)是PN 结温度传感器的基本方程。

当正向电流IF 为常数时，V 1 是线性项，Vn 1 是非线性项，这时正向压降只随温度的变化而变化，但其中的非线性项Vn 1引起的非线性误差很小(在室温下，γ=1.4 时求得的实际响应对线性的理论偏差仅为0.048mV)。

因此，在恒流供电情况下，PN 结的正向压降VF 对温度T 的依赖关系只取决于线性项V 1，即在恒流供电情况下，正向压降VF 随温度T 的升高而线性地下降，这就是PN 结测温的依据。

我们正是利用这种线性关系来进行实验测量。

必须指出，上述结论仅适用于掺入半导体中的杂质全部被电离且本征激发可以忽略的温度区间，对最常用的硅二极管，温度范围约为-50℃—50℃，若温度超出此范围，由于杂质电离因子减小或本征激发的载流子迅速增加，VF —T 的关系将产生新的非线性。

更为重要的是，对于给定的PN 结，即使在杂质导电和非本征激发的范围内，其线性度也会随温度的高低有所不同，非线性项Vn 1 随温度变化特征决定了VF —T 的线性度，使得VF —T 的线性度在高温段优于低温段，这是PN 结温度传感器的普遍规律。

PN结的伏安特性曲线的研究

4、加上适当的扫场．
5、缓慢地改变电磁铁的励磁电流，搜索ESR信号．当磁场满足共振条件时，在示波器上便可看到ESR信号．
6．由于样品在开振时影响腔内的电磁场分布，腔的固有频率略有变化．因此在寻找到ESR信号以后，应细调谐振腔长度、样品位置以及单螺调配器等有关部件．使ESR信号幅值最大和形状对称．
7．用特斯拉计测量共振磁场B0的大小．
了解原子的结构．
将原子磁矩不为零的顺磁物质置于外磁场B0中，则原子磁矩与外磁场相互作用能由式（9.0.10）决定．相临磁能级之间的能量差
ΔE ==γħB0（9．3．3）
如果垂直于外磁场B0的方向上施加一幅值很小的交变磁场2 B1ωt，当交变磁场的角频率ω满足共振条件
ħω＝ΔE＝γB0ħ（9．3．4）
Δω≈2⁄T2（9．3．5）
故测定线宽后便可估算T2的大小．
观察ESR所用的交变磁场的频率由恒定磁场B0的大小决定，因此可在射频段或微波段进行ESR实验．下面分别对射频段和微波段ESR的实捡装置和实验内容作介绍，读者可根据本实验室的仪器设备情况选读两者之一．
1.3、实验仪器：
微波ESR谱仪由产生恒定磁场的电磁铁及电源，产生交变磁场的微波源和微波电路，带有待测样品的谐振腔以及ESR信号的检测和显示系统等组成，图9．3．4是该谱仪的方框图．下面对微波源、魔T、可调矩形谐振腔和单螺调配器等作简单介绍，其它微波器件请参看微波实验的有关部分．
二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实验内容及具体步骤：
1、按图9．3．4检查实验装置并连接妤线路，了解和熟悉各仪器的使用和调节，当采用不同的微波源时，其实验装置略有不同．
2、按实验室说明书要求开启各部分仪器电源并使其进入工作状态．
3、调整微波桥路，测出微波频率，使谐振腔处于谐振状态，试将样品置于恒定磁场均匀处和又变磁场最强处．