r
(2)
三
实验原理
将（2）式代入（1）式，两边取对数可得：
k C kT r VF Vg ( 0 ) ( ln )T ln T V 1 Vn1 q IF q
(3)
忽略非线性因素影响，则在恒流供电条件下，PN结的 VF对T的关系为线性关系，即正向压降随温度升高而线 性减小，这就是PN结测温的理论依据。
PN结正向电压温度特性研究
南昌航空大学
大学物理实验国家示范中心
目录
一 3 二 三 3 四 五
背景介绍
实验目的
实验原理 操作指南
数据处理
一 3
背景介绍
温度传感器
• 常用的温度传感器有热电偶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 度变化的曲线，并由此确定其灵敏度和被测PN结
四
操作指南
请严格按照步骤顺序进行操作！
四
操作指南
4．测定ΔV-T 曲线 ： 开启加热电流（指示灯亮），调节加 热电流（置于4-7档）进行变温实验，并 记录对应的ΔV 和T 。采用ΔV每改变10mv 立即读取一组ΔV 、T 值。 应该注意：在整个实验过程中要注意 升温速率要慢，且温度不宜过高，最好 控制在120℃ 以内。
VF V g ( 0 )
k C ( ln )T q IF
三
实验原理
VF V g ( 0 )
k C ( ln )T q IF
S k 截距Vg (0)
VF V g ( 0 ) S T
y bkx
四
操作指南
四
操作指南
1、实验系统接线,将加热电流置于0档。 2、打开仪器开关，此时测试仪上将显示 出室温 。与标准温度计上的指示值相 比较，若不准确调节温度校准旋钮，使 测试仪上显示的温度与标准温度计相同。 记录下起始温度 。
N型半导体
三
实验原理
理想的PN结的正向电流和正向压降存在如下近关 系式： qVF I F Is exp( ) (1) kT 其中q为电子电荷；k为玻尔兹曼常数；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 带宽度以及温度有关的系数，可以证明:
qVg (0) I s CT exp( ) kT
四
操作指南
4．测定ΔV-T 曲线 ： 开启加热电流（指示灯亮），调节加 热电流（置于4-7档）进行变温实验，并 记录对应的ΔV 和T 。采用ΔV每改变10mv 立即读取一组ΔV 、T 值。 应该注意：在整个实验过程中要注意 升温速率要慢，且温度不宜过高，最好 控制在120℃ 以内。
四
操作指南
五
材料的禁带宽度；
3、学习PN结测温的方法。
实验原理:
PN结是半导体器件的核心。
P型半导体--以空穴为主要的载流子。 N型半导体—以电子为主要的载流子。
PN结--P型半导体和N型半导体相接触
时，在接触处形成的特殊电场区域。
三
实验原理
三
实验原理
正向压降VF PN结
正向电流IF
P型半导体
空间电荷区
数据处理
1、求被测 结正向压降随温度变化的 灵敏度 S(mV/℃) 。 以 T为横坐标， ΔV 为纵坐标， 作 ΔV-T曲线，其斜率就是灵敏度S 。
五
数据处理
VF Vg (0) S T
注意：计算时温度为开尔文温度！
五
数据处理
3.思考题
注意事项： • 1、电源开关打开后，检查加热电流 是否置于零档。实验完成后，将加热 电流置于零档。 • 2、“测量选择”开关拨动要轻，以 免损坏。