PN结特性实验报告（八篇）

半导体PN结的物理特性

实验目的与要求

1、学会用运算放大器组成电流-电压变换器的方法测量弱电流。

2、研究PN结的正向电流与电压之间的关系。

3、学习通过实验数据处理求得经验公式的方法。

实验原理

PN 结的物理特性测量

由半导体物理学中有关 PN 结的研究，可以得出 PN 结的正向电流 一 电压关系满足

（1）

式中I是通过 PN 结的正向电流， I0 是不随电压变化的常数， T 是热力学温度， e 是电子的电荷量， U 为 PN 结正向压降. 由于在常温(300 K)下，KT/e =0,026 V，而 PN 结正向压降约为十分之几伏，则 eeU/kT>>l，(1)式括号内 -1 项完全可以忽略，于是有

(2)

即 PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化. 若测得 PN 结I-U关系值，则利用(2)式可以求出 e/kT. 在测得温度 T 后，就可以得到 e/k 常数，然后将电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k。

在实际测量中，为了提高测量玻尔兹曼常数的正确性，利用集成运算放大器组成的电流-电压变换器输人阻抗极小的特点，常用半导体三极管的集电极c与基极b短接(共基极)来代替 PN结进行测量. 具体线路如图下

实验仪器

PN结实验仪、TIP31型三极管、恒温装置

1 、 直流电源和数字电压表，包括 —15 V——0——+ 15V直流电源、 1.5 V直流电源、0——2 V三位半数字电压表、四位半数字电压表.

2、LF356 集成运算放大器，它的各引线脚如 2脚、3 脚、4 脚、6 脚、7 脚由学生用棒针

引线连接;待测样品TIP31型三极管的 e、b、c 三电极可以从机壳右面接线柱接入

3、不诱钢保温杯組合，它包括保温杯、内盛少量油的玻璃试管、搅拌器 水银温度计等. (实验时，开始保温杯内为适量室温水，然后根据实验需要加一些热水，以改变槽内水的温度; 测量时应搅拌水，待槽内水温恒定时，进行测量） 实验内容

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