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VF存在如下近似关系
(1)
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
(2)
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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VF存在如下近似关系
(1)
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
(2)
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PN
结正向压降与温度关系的研究
班级:物理实验班21
学号:2120909006
姓名:黄忠政
半导体PN结正向压降随温度升高而降低的特性使PN结可以作为测温元件。温度传感器有正温度系数传感器和负温度系数传感器之分,正温度系数传感器的阻值随温度的上升而增加,负温度系数传感器的阻值随温度的上升而减少,热电偶、热敏电阻,测温电阻属于正温度系数传感器,而半导体PN结属于负温度系数的传感器。这两类传感器各有其优缺点,热电偶测温范围宽,但灵敏度低,输出线性差,需要设置参考点;而热敏电阻体积小,灵敏度高,热响应速度快,缺点是线性度差;测温电阻如铂电阻虽然精度高,线性度好,但灵敏度低,价格高。相比之下,PN结温度传感器有灵敏度高,线性好,热响应快和体积小的优点,尤其在数字测温,自动控制和微机信号处理方面有其独特之处,因而有着广泛的应用。
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实验12 PN结正向压降与温度关系的研究
随着半导体工艺水平的不断提高和发展,半导体PN结正向压降随温度升高而降低的特性使PN结作为测温元件成为可能,过去由于PN结的参数不稳,它的应用受到了极大限制,进入二十世纪七十年代以来,微电子技术的发展日趋成熟和完善,PN结作为测温元件受到了广泛的关注。
温度传感器有正温度系数传感器和负温度系数传感器之分,正温度系数传感器的阻值随温度的上升而增加,负温系数传感器的阻值随温度的上升而减少,热电偶、热敏电阻,测温电阻属于正温度系数传感器,而半导体PN结属于负温度系数的传感器。这两类传感器各有其优缺点,热电偶测温范围宽,但灵敏度低,输出线性差,需要设置参考点;而热敏电阻体积小,灵敏度高,热响应速度快,缺点是线性度差;测温电阻如铂电阻虽然精度高,线性度好,但灵敏度低,价格高。相比之下,PN结温度传感器有灵敏度高,线性好,热响应快和体积小的优点,尤其在数字测温,自动控制和微机信号处理方面有其独特之处,因而获得了广泛的应用。
一.实验目的
1. 了解PN结正向压降随温度变化的基本关系,测定PN结特性曲线。
2. 测绘PN结正向压降随温度变化的关系曲线,确定其灵敏度及PN结材料的禁带宽度。
3. 学会用PN结测量温度的一般方法。
二.实验仪器
.SQ-J型PN结特性测试仪,三极管(3DG6),测温元件,样品支架等。
三.实验原理
1.PN结特性的测量
由半导体物理学中有关PN结的研究可以得出PN结的正向电流与正向电压满足以下关系;
=(exp-1) ⑴
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PN结正向压降与温度关系的研究和应用
一、 实验简介:
众所周知,常用于温度的传感器有热电偶,测度电阻器和热敏电阻,红外测温仪等。其中,PN结温度传感器具有灵敏度高,线性好,响应快易于集成化等,其他传感器无法比拟的优点,工作温度范围一般在-50℃~150℃灵敏度可达100MV/℃。而本实验PN结只有2.2MV/℃左右。
二、 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结测温度的方法。
三、 实验原理:
人们将高价元素(例如:P)掺杂到硅材料中,由于磷元素多电子,使材料主要以电子导电称P型半导体,将三价的硼元素掺杂到硅材料中使材料中出现大量空穴称N型半导体材料。将P型材料同N型材料粘合在一起由于电子和空穴的扩散复合形成PN结。
PN结正向压降作为电流和温度函数的表达式:
其中:Vg(0)――绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差。
q――电子的电荷。
K――玻尔兹曼常数。
T――绝对温度。
If――PN结中正向电流。
――常数。
VF中非线性项较小,(低温下)可忽略工其影响,而认为在恒流供电条件下PN结的VF对T的依赖关系取决线性项,即正向压降几乎随温度 升高而线性下降,这就是PN结测温依据。
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课程设计(论文)任务书
2 年 月 日
PN结正向压降与温度的关系的研究与应用
摘要:在恒流供电条件下,设计电路,写出实验原理,拟出实验步骤,进行测量。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。比较不同控温电流与工作电流下,PN结的性质。
关键字:恒流供电;PN结;灵敏度;禁带宽度
PN junction is a study the realationship of pressure drop with
temperature and application
Abstract:Under the condition of constant current power supply,circuit design,experimental principle,draw up the experimental steps ahd measurements.P-n junction positive pressure drop with temperrature chang curve of surveying and mapping,and thus determine the sensitivity and the p-n junction being measured materials forbidden band width.Compare diffreent temperature control electric current and work flow,the nature of the p-n junction.
Key word:Constant current;power supply;p-n junction;sensitivity;forbidden band width
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目录
题目:PN结正向压降与温度关系的研究... 1
第一章 介绍... 2
第二章 历史背景.... 2
第三章 研究意义(PN结传感器的性能特点). 3
第四章 PN结温度传感器的原理及公式推导... 4
第五章 实验设计:测温并计算Eg. 5
第六章 实验数据记录,处理.... 7
第七章 结论... 9
姓名:巫佳毅 学号:19820092203919
摘要:常用的温度传感器有热电偶、测温电阻器和热敏电阻等,这些温度传感器均有各自的优点,但也有它的不足之处。PN结温度传感器具有灵敏度高、线性好、热响应快、体积小、轻便和集成化等特点,所以其应用势必日趋广泛,但是这类温度传感器的工作温度一般为-55℃~150℃,与其它温度传感器相比,测温范围的局限性较大。随着半导体工艺水平的提高以及人们不断地探索,到六七十年代时,PN结以及在此基础发展起来的晶体温度传感器,已成为一种新的测温技术跻身于各个应用领域了。本课题着重于研究PN结正向压降与温度的关系,并且估算被测PN结材料硅的禁带宽度Eg。
关键词:PN结温度传感器,禁带宽度Eg
第一章 介绍
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PN结正向压降与温度关系的研究和应用
(实验报告)
姓名 张艳平
学号 0815222037
PN结正向压降与温度关系的研究和应用
一、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。
二、实验原理
理想 PN 结的正向电流和压降存在如下近似关系式。
(1)
其中q为电子电荷;K为玻尔兹曼常数;T为绝对温度;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:
(2)
其中C是与结面积、掺杂浓度等有关的常数;r也是常数为绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差。
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PN结正向压降温度特性的研究
姓名:兰菲 学号:PB07210059 系别:07006
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VF存在如下近似关系
(1)
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
(2)
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