PN 结正向电压温度特性研究.ppt

PN 结正向电压温度特性研究,五邑大学物理实验中心,PN结的两个显著特性PN结具有单向导电性(二极管)PN结具有动态电阻,其正向电压降受温度影响显著,且在一定条件下具有线性关系(温度传感器),PN结温度传感器具有灵敏度高、线性好、热响应快和体小轻巧等特点，在温度数字化、温度控制以及用微机进行温度实时讯号处理等方面体现出了它的独特性和优良性，是其它温度传感器（如热电偶、测温电阻、热敏电阻等）所不能相比的。目前，主要以硅为材料，原因是硅材料易于实现功能化，即可将测温单元和恒流、放大等电路组合成一块集成电路。在非线性误差不超过0.5%的条件下，硅材料温度传感器的测温范围为-50150。如果采用不同材料，如锑化铟或砷化镓，可以拓宽传感器低温区或高温区的测温范围。,电流不变时,PN结的正向电压降随温度变化的关系,电流,电压,1. PN结的形成,浓度差,多子扩散运动,空间电荷区,内电场,少子漂移运动,动态平衡,2PN结温度传感器的基本方程和测温原理,正向电流,正向压降,电子电量,反向饱和电流,热力学温度,波尔兹曼常数,与PN结的结面积及掺杂浓度等有关的常数,在一定温度范围内是常数,绝对零度（即 0K）时PN结材料的导带底和价带顶的电势差，对于给定的PN结材料，为定值,适用范围？,VF跟T是线性关系,3PN结温标转换,温度T是热力学温度，在实际使用时会有不变之处，为此，进行温标转换，采用摄氏温度 t 来表示。 即 T=273.2+t,灵敏度,4 确定PN结材料的禁带宽度,绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差，对于给定的PN结材料，为定值,禁带宽度,实验目的：,1 了解PN结正向电压随温度变化的基本规律。2 测绘恒流条件下PN结正向电压随温度变化的关系图线。3 确定PN结的测温灵敏度S和被测PN结材料的禁带宽度 Eg0。,仪器介绍：,TH-J型PN结正向压降温度特性实验组合仪,A为样品室，是一个可卸的筒状金属容器。待测PN结样管和测温元件均置于样品座B上，其管脚通过高温导线分别穿过两旁空心细管与顶部插座P1连接。被测PN结的温度和电压信号通过P1插件的专用线输入测试仪。,样 品 架,引线架,TH-J型PN结正向压降温度特性测试仪,