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。

（3）本实验所用电压表的量程会自动调节，因此记录数据时要注意有效位数。

（4）室温下对于U 1、U 2的测定一定要观察温度示数，确保其不变且保证U 2未达到饱和。