.::PN结物理特性的测量::.
图一PN结物理特性的测量实验装置全图
伏安特性是PN结的基本特性，测量PN结的扩散电流与PN结电压之间的关系，可以验证它们遵守波尔兹曼分布，并进而求出波尔兹曼常数的值．PN结的扩散电流很小，为10-6～10-8 A数量级，所以在测量PN结扩散电流的过程中，运用了弱电流测量技术，即用运算放大器对电流进行电流-电压变换。

图二PN结形成示意图
.::实验预习::.
1. LF356运算放大器介绍
利用LF356运算放大器可以组成电流-电压变换器，如图1所示．LF356运算放大器是一个集成运算放大器，Rf为反馈电阻，若Rf → ∞时，输出电压U0与输入电压Ui的比值叫做运算放大器的开环增益K0．运算放大器的输入阻抗r很大，理想情况下r → ∞，可以认为反馈电流等于信号源的输入电流Is．Zr为电流—电压变换器的等效输入阻抗，因为反馈电流等于信号源的输入电流Is，输入电流Is可以写为
【实验内容】
实验线路图如图1所示．在常温和零温（冰水混合物）下测量硅三极管发射极与基极之间的电压U1和相应的LF356输出电压U2 ．通过调节100可调电位器改变U1的值，尽量在线性区域多测量数据点．根据公式（7）拟合求波尔兹曼常数k B．
.::实验仪器::.
【实验仪器】
±15V 直流稳压电源，TIP31型硅三极管，LF356集成运算放大器，四位半数字万用表，电阻，电容，电位器，导线，实验接线板等．
TIP31型硅三极管，LF356集成运算放大器的管脚如图2所示．
图3
.::思考题::.
【思考题】
1．得到的数据一部分在线性区，一部分不在线性区，为什么？拟合时应如何注意取舍？
数据不在线性区有两种情况：1.u1较小时，2.u1较大时
1）.u1较小时，公式不满足
2）.u1较大时，p-n结所通过的电流虽可增加，但放大器的输出电压达到饱和。

2．减小反馈电阻的代价是什么？对实验结果有影响吗？
反馈电阻减小使输出电压减小，在一定范围瑞影响不大
.::参考资料::.
有关PN结的介绍
纯净的半导体称为本征半导体，为研究半导体的性质，必须对其掺杂形成P 型半导体和N型半导体（掺杂的浓度可以达到1017个/cm3）。

当P型和N型半导体通过工艺方法结合，在两者的交接面处就形成PN结。

当不加外电压时，每个区域中的多数载流子都向较低浓度的区域扩散(电子从N型区向P型区扩散；空穴从P型区向N型区扩散)。

这就在结中留下丁固定的电离中心(施主和受主)，形成一个空间电荷区域(耗尽层)，该区有一个从N型区指向P型区的电场。

在N 型区与P型区之间存在一个电动势，它对载流子建立起—个势垒并使N型区的能量比P型区的低一些。

当费米能级在整个材料内为一常数时，平衡才能达到。

这种扩散电流被少数载流子电流(电子从P型向N型扩散，空穴从N型向P型扩散)所补偿。

当加上偏压时势垒高度或者变低或者升高。

在第一种情况下(加正向偏压)，扩放电流随电压十分迅速地增加，在第二种情况下(加反向偏压)，仅仅由于少数载流子引起的电流是很小的，并随着所加的电压有很微小的变化(同正向电流比较)。

其实，我们所说的二极管就是一个PN结，具有单向导通性。

通过试验可以得到二极管的伏安特性。