半導(dǎo)體熱電特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃半導(dǎo)體熱電特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告　　半導(dǎo)體熱電特性實(shí)驗(yàn)　　【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊　y量半導(dǎo)體pn結(jié)電壓---溫度的對應(yīng)關(guān)系?！　　緦?shí)驗(yàn)原理】　　pn結(jié)構(gòu)成的二極管和三極管的伏安特性對溫度有很大的依賴性，利用這一特點(diǎn)可以制造pn結(jié)溫度傳感器和晶體管溫度傳感器。本實(shí)驗(yàn)用的測溫元件為二極管溫度傳感器，二極管的正向電流I、電壓U滿足下式：　　I?Is(eqU/kT?1)其中：q為電子電荷；k為玻爾茲曼常數(shù)；T為絕對溫度；Is為反向飽和電流

2、，可以證明：　　Is?CTrexp(?qUkT0)其中：C是與結(jié)面積、雜質(zhì)濃度等有關(guān)的常數(shù)；r也是常數(shù)；U0為絕對零度時pn結(jié)材料的導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂間的電勢差，以下各式中I均指二極管的正向電流?！　⑹酱胧?。由于e　　U?U0?(kTqlnC　　I)?kT　　qlnTrqU/Kt??1，兩邊取對數(shù)得：其中kT　　qlnTr相對甚小，可以忽略。因此式可以寫為：　　U?U0??T其中???k目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司

3、新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃　　qlnC　　I　　根據(jù)式，可以通過測量不同溫度時二極管兩端的正向電壓得到需要測量的溫度，這就是pn結(jié)傳感器的測溫原理。　　【儀器介紹和使用】　　本實(shí)驗(yàn)所用裝置由三部分組成：主控儀器箱；樣品池；其中樣品池由絕熱材料密封，升溫由黃銅載體內(nèi)發(fā)熱體提供熱量，降溫采用兩級：一級為冷風(fēng)，二級為BiTe系半導(dǎo)體制冷。這樣，當(dāng)需要低于室溫時，兩級同時工作。而由高溫回到室溫時則由冷風(fēng)使其快速冷卻。采用黃銅做載體是因?yàn)槠錈釋?dǎo)率高、熱容適中。

4、加熱和冷卻功率均可調(diào)節(jié)。儀器可實(shí)時觀測到樣品導(dǎo)電能力隨溫度的變化?！　　静僮鞑襟E】　　[1]檢查連接線無誤后打開儀器電源開關(guān)。　　[2]按“設(shè)置”按鍵，顯示屏顯示0010STAR，代表設(shè)置開始溫度，通過“＋”、“－”按鍵修改要設(shè)定的初始溫度。再按“設(shè)置”按鍵，顯示屏顯示0080END，代表設(shè)置結(jié)束溫度，通過“＋”、“－”按鍵修改要設(shè)定的結(jié)束溫度。再按“設(shè)置”按鍵，顯示屏顯示0080SET，代表設(shè)置模式，可不做設(shè)置。再按“設(shè)置”按鍵顯示屏顯示當(dāng)前樣品池的溫度和樣品的電壓值。目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到

5、安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃　　[3]按“運(yùn)行”按鍵，儀器進(jìn)入測量工作后會首先自動調(diào)整溫度到初始溫度，然后再加熱、測量，當(dāng)達(dá)到結(jié)束溫度時自動停機(jī)。因此，我們在儀器達(dá)到初始溫度后開始測量，完成表1所給出溫度節(jié)點(diǎn)的電壓值。　　[4]關(guān)閉儀器電源，整理試驗(yàn)結(jié)果?！　　緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及后處理】　　測量半導(dǎo)體pn結(jié)的電壓－溫度對應(yīng)關(guān)系，完成表1，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖，然后猜想電壓－溫度

6、二者關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，擬合得到二者之間的關(guān)系?！　”?溫度-電壓表　　圖1電壓－溫度曲線及擬合關(guān)系式　　實(shí)驗(yàn)名稱：半導(dǎo)體熱電特性綜合實(shí)驗(yàn)　　姓名　　學(xué)號班級　　教室第一實(shí)驗(yàn)樓609　　月日節(jié)　　桌號　　實(shí)驗(yàn)日期20年　　石家莊鐵道大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心第1頁共5頁　　三、實(shí)驗(yàn)原理　　1半導(dǎo)體熱敏電阻的熱電特性目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素

7、質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃　　半導(dǎo)體材料的熱電特性：其熱電特性非常顯著，因此，常用作溫度傳感器的材料。一般而言，在較大的溫度范圍內(nèi)，半導(dǎo)體都具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制比較復(fù)雜，起電輸運(yùn)作用的載流子為電子或空穴。載流子的濃度受溫度的影響很大，因此半導(dǎo)體的電阻率受溫度影響也很大。隨著溫度的升高，熱激發(fā)的載流子數(shù)量增加，導(dǎo)致電阻率減小，因此呈現(xiàn)負(fù)的溫度系數(shù)的關(guān)系。但是實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體，往往通過攙雜工藝來提高半導(dǎo)體的性質(zhì)，這些雜質(zhì)原子的激發(fā)，同樣對半導(dǎo)體的電輸運(yùn)性能產(chǎn)生很大的影響。同時在半導(dǎo)體中還存在晶格散射、電離雜質(zhì)散射等多種散射

8、機(jī)制存在，因此半導(dǎo)體具有非常復(fù)雜的電阻溫度關(guān)系，往往不能用一些簡單的函數(shù)概括，但在某些溫度區(qū)間，其電阻溫度關(guān)系可以用經(jīng)驗(yàn)公式來概括，如本實(shí)驗(yàn)中用的半導(dǎo)體熱敏電阻，它的阻值與溫度關(guān)系近似滿足下式：　　R?R0e　　11B(?)TT0　　式中R0為T0時的電阻，R是溫度為T時的電阻，T為絕對溫度，B為溫度系