PN 結(jié)正向電壓溫度特性研究.ppt

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1、PN結(jié)正向電壓溫度特性研究五邑大學(xué)物理實驗中心PN結(jié)的兩個顯著特性PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?二極管)PN結(jié)具有動態(tài)電阻,其正向電壓降受溫度影響顯著,且在一定條件下具有線性關(guān)系(溫度傳感器)PN結(jié)溫度傳感器具有靈敏度高、線性好、熱響應(yīng)快和體小輕巧等特點，在溫度數(shù)字化、溫度控制以及用微機(jī)進(jìn)行溫度實時訊號處理等方面體現(xiàn)出了它的獨特性和優(yōu)良性，是其它溫度傳感器（如熱電偶、測溫電阻、熱敏電阻等）所不能相比的。目前，主要以硅為材料，原因是硅材料易于實現(xiàn)功能化，即可將測溫單元和恒流、放大等電路組合成一塊集成電路。在非線性誤差不超過0.5%的條

2、件下，硅材料溫度傳感器的測溫范圍為-50℃~150℃。如果采用不同材料，如銻化銦或砷化鎵，可以拓寬傳感器低溫區(qū)或高溫區(qū)的測溫范圍。電流不變時,PN結(jié)的正向電壓降隨溫度變化的關(guān)系電流電壓++++----++++++++++++------------空穴擴(kuò)散方向電子擴(kuò)散方向PN++++----++++++++++++------------空間電荷區(qū)內(nèi)電場1.PN結(jié)的形成濃度差多子擴(kuò)散運動空間電荷區(qū)內(nèi)電場少子漂移運動動態(tài)平衡2．PN結(jié)溫度傳感器的基本方程和測溫原理正向電流正向壓降電子電量反向飽和電流熱力學(xué)溫度波爾茲曼常數(shù)與P

3、N結(jié)的結(jié)面積及摻雜濃度等有關(guān)的常數(shù)在一定溫度范圍內(nèi)是常數(shù)絕對零度（即0K）時PN結(jié)材料的導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)碾妱莶睿瑢τ诮o定的PN結(jié)材料，為定值在允許的溫度變化區(qū)間內(nèi)，在恒流供電條件下適用范圍？VF跟T是線性關(guān)系3．PN結(jié)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換溫度T是熱力學(xué)溫度，在實際使用時會有不變之處，為此，進(jìn)行溫標(biāo)轉(zhuǎn)換，采用攝氏溫度t來表示。即T=273.2+t室溫靈敏度4．確定PN結(jié)材料的禁帶寬度絕對零度時PN結(jié)材料的導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)碾妱莶?，對于給定的PN結(jié)材料，為定值禁帶寬度實驗?zāi)康模?．了解PN結(jié)正向電壓隨溫度變化的基本規(guī)律。2．測繪恒流條件下PN

4、結(jié)正向電壓隨溫度變化的關(guān)系圖線。3．確定PN結(jié)的測溫靈敏度S和被測PN結(jié)材料的禁帶寬度Eg0。儀器介紹：TH-J型PN結(jié)正向壓降溫度特性實驗組合儀A為樣品室，是一個可卸的筒狀金屬容器。待測PN結(jié)樣管和測溫元件均置于樣品座B上，其管腳通過高溫導(dǎo)線分別穿過兩旁空心細(xì)管與頂部插座P1連接。被測PN結(jié)的溫度和電壓信號通過P1插件的專用線輸入測試儀。樣品架引線架TH-J型PN結(jié)正向壓降溫度特性測試儀