PN结正向电压温度特性的研究.doc

试验题目: PN结正向电压温度特征研究
试验目: 了解PN结正向压降随温度改变基础关系式。在恒流供电条件下, 测绘PN结正向压降随温度改变曲线, 并由此确定其灵敏度和被测PN结材料禁带宽度。学习用PN结测温方法。
试验原理: （见预习汇报）
试验数据及处理:
试验起始温度; 工作电流;
起始温度TS为时正向压降
试验测得数据如表一所表示:

T（升温）/℃
T（升温）/K
T（降温）/℃
T（降温）/K
-10
24.5
297.7

-20
29.2
302.4
28.3
301.5
-30
33.5
306.7
32.6
305.8
-40
37.9
311.1
36.9
310.1
-50
42.2
315.4
41.2
314.4
-60
46.6
319.8
45.6
318.8
-70
51.0
324.2
50.0
323.2
-80
55.2
328.4
54.5
327.7
-90
59.6
332.8
58.9
332.1
-100
64.1
337.3
63.3
336.5
-110
68.4
341.6
67.7
340.9
-120
72.7
345.9
72.2
345.4
-130
77.0
350.2
76.6
349.8
-140
81.5
354.7
81.0
354.2
-150
85.9
359.1
85.3
358.5
-160
89.9
363.1
89.6
362.8
-170
94.1
367.3
93.9
367.1
-180
98.4
371.6
98.4
371.6
表一: 试验测得数据
由表一数据, 认为横坐标、 温度T为纵坐标, 利用Origin作图以下:

从图中可读取以下数据:

斜率k
斜率偏差
截距
截距偏差
图一（升温曲线）
-2.3015
0.00393
675.91329
1.3181
图二（降温曲线）
-2.27649
0.00254
666.02517
0.85745

1. 升温情况:
斜率k=-2.302±0.004
灵敏度
所以有:

禁带宽度为
所以, 相对误差为

2. 降温情况:
斜率k=-2.276±0.003
灵敏度
所以有

禁带宽度为
所以, 相对误差为

试验小结及提议:

本试验是一个比较正确试验, 引发误差关键原因有以下述: 仪器方面, 仪器显示温度与实际温度有所偏差, 而且温度改变越快, 偏差越大; 读数方面, 因为同一个ΔV对应多个T值, 读数标准也会影响结果;
以后次试验结果来看, 首先, 两条直线相关系数分别为0.99995和0.99998, 线性很好; 而且降温部分线性好过升温部分, 这是因为加热升温时因为升温较快仪器示数有一定滞后造成读数出现偏差, 而降温时速度相对较慢仪器示数叫正确; 其次, 试验测得升、 降温时相对误差均为4.96%, 仪器方面和读数方面影响都可能是造成偏差原因, 而且用来计算相对误差标准值只给出了小数点后两位, 计算时对数值约舍也会对结果造成影响; 总来说, 试验结果基础让人满意, 在现有试验条件下, 试验比较正确。

小提议: 提议在试验中, 能够在升温时先升得慢点, 等温度稍高时, 能够加热快些, 这是因为VF-T曲线线性高温端优于低温端（对于给定PN结, 其线性度亦随温度高低而有所不一样, 是非线性项Vn1引发, 由Vn1对T二阶导数改变与T成反比, 所以VF-T线性度在高温端优于低温端。）, 同理, 在降温时, 一开始降温较快, 以后降温较慢, 不应该人为施加影响, 而且假如到最终温度难以抵达最低点, 则最低点数据不可靠, 不如舍去。

思索题:
1. 测VF（0）或VF（TR）目何在？为何试验要求测∆V—T曲线而不是VF—T曲线？
答:
测量VF（0）或VF（TR）, 便于进行调零, 实现∆V=0, 而且能依据VF（0）或VF（TR）求得Vg（0）,进而求出Eg（0）;
测量∆V—T曲线而不是VF—T曲线, 因为∆V—T曲线斜率就是灵敏度S, 而且调零后∆V=0, 便于取点, 便于数据处理;

2. 测∆V—T曲线为何按∆V改变读取T, 而不是按自变量T取∆V？
答:
T比ΔV改变愈加灵敏, 同一个ΔV从开始到结束对应T一个区间, 按∆V改变读取T便于确定读数标准, 也能够减小误差, 甚至能够说若是按自变量T取∆V, 肯定造成读数错误而非仅仅是误差较大。