大学物理实验报告 PN结的温度特性的研究及应用

大学物理实验报告 PN结的温度特性的研究及应用
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大学物理实验报告 PN结的温度特性的研究及应用得分教师签名批改日期

深圳大学实验报告

课程名称: 大学物理实验(三)

实验名称: pn结的温度特性的研究及应用

学院:

组号指导教师:

报告人: 学号: 班级:

实验地点实验时间:

实验报告提交时间:

1

一、实验设计方案

1、实验目的

了解PN结正向压降随温度变化的基本关系式。

在工作电流恒定的情况下,测绘PN结正向压降随温度变化曲线,并由此确定其灵敏度和

被测PN结材料的禁带宽度。

设计用PN结测温的方法。

2、实验原理

2.1 、PN结正向压降和工作电流、及所处的温度的关系:

PN 结正向压降和工作电流、及所处的温度的基本函数关系如下:

,,KcKT, ----------(1) 0lnlnVVTTVV,,,,,,,,,,,FgLNLqIqF,,

其中: 导带

,19q,,1.610C,为电子的电荷。禁带

EeV,gF-23-1,K=1.38×10JK,为玻尔兹曼常数,

价带T――绝对温度。

图1 半导体的能带结I――PN结中正向电流。 f

构γ 是热学中的比热容比,是常数。

V(0)是绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差。(半导体材料的能带理论中,把未g

排满电子的能量区域称作价带,空着的能量区域叫导带,不能排列电子的能量区域叫禁带,如图1所示。E叫禁带宽度.) g

,,KTKc,,lnVT 其中,是线性项。是非线性相。 0lnVVT,,,,,,

NL,,LgqqIF,,

非线性项较小,(常温下)可忽略其影响,在恒流供电条件下PN结的V对T的依赖关系F取决线性项,即正向压降几乎随温度升高而线性下降。

2.2、PN结测温的方法

如果PN结正向压降在某一温度区域和温度变化恒定电流I F成线性关系,就可以利用这一特性将它作为温度传感器的

转换探头,原理如图2所示。将PN结做成的温度探头放在待温度显示结电压V F测环境中,通以恒定电流,温度变化可以引起结电压变化,图2 PN结测温原理测量结电压,将它转换成温度显示,从而达到测量温度的

目的。

2

在计算机实测实验过程中。将电压转换成温度显示是很简单的,只需作一个计算就可以了。 2.3、实验装置:

温度传感器

恒流源2 加热装置

PN结恒流源1

750数据接口

加热装置的铜质底座

(其上有两个小洞,计算机及数据处理软件Datasdudio

将PN结和温度传感

器探头分别放入。图3 实验装置示意图

3选用仪器

仪器名称型号主要参数用途

CI7650 750接口阻抗1 MΩ。最大的有效输入电压范围?10 V 数据采集处理数据采集平台、CI6874 计算机和DataStudio ——数据处理温度传感器 DH-PN-1 测温范围:-20~150 测温

CI6503 电压传感器电压范围:?10 V AC/DC 数据采集

JDGS061 提供PN结三极管

加热装置————加热

二、实验内容及具体步骤:

1、测绘PN结正向压降随温度变化曲线。

1.1打开DataStudio 软件,创建一个新实验。

1.2在DataStudio 软件的窗口中设置750接口的传感器连接,并设置采样率。

1.3在DataStudio 软件的窗口打开一个图表。

IA,50,1.4给PN结通以的恒定电流; F

1.5给加热装置接通用800mA的电流加热(保持连接,但先不接通);

1.6 接通加热电流的同时在DataStudio 软件窗口中启动数据采集。 2、用PN 结测温的应用一例:测量加热装置(铜底座的自然冷却规律)

仅以此例说明PN结可作为测温元件。

3

1.1在上述实验完成后,在DataStudio 软件的窗口打开一个图表。

IA,50,1.2给PN结通以的恒定电流; F

1.3用PN结作为测检测温度的探头,启动实验,测量铜底座的自然冷却规律。

1.4用电压传感器测量PN结的正向压降。得到自然冷却过程中PN结的正向压降随时间的变化规律。

1.5在DataStudio中作一个计算,将PN结的正向压降转换成温度,也就是将电压传感器测量PN结的正向压降V作如下计算: F

三、数据记录及数据处理

1、测绘PN结正向压降随温度变化曲线。

图4:PN结正向压降随温度变化曲线

注:上图中通道A的电压就是PN结的正向结电压

2、测绘PN结正向结电压降对温度变化的灵敏度计算:

由图1数据可得PN正向结电压降对温度变化的灵敏度为

,VV -----(2) k,,,0.00215,t

上式的物理意义:在工作电流为50μA的条件下,温度每升高1?,PN正向结电压将降低2.15mV。

PN正向压降和温度的关系是:

Vt,,0.6940.00215 -----(3) F

3、禁带宽度的计算:

导带底和价带顶的电势差:

Vt(0)0.6940.00215,,,F

0.6940.00215(273.2)1.27V,,,,,

EgeVe,,(0)1.27V 禁带宽度 : F

4

硅管禁带宽度公认值为: Ege,,1.21V

,E0.06和公认值的相对差为: ,,,0.0505.0%E1.21

误差主要来源:所用的温度传感器在使用前需要校对,这需要打开仪器盖调线路板的电位器,由于时间和条件限制,没有做这个工作。

4、铜底座的自然冷却规律

实验1中用来加热PN结的铜底座,让它在室温24?时开始自然冷却,用电压传感器记录PN结的压降,同时用温度传感器记录温度, 得到图5和图6。

图5:用温度传感器测温得到的铜的自然冷却规律曲线图6:用PN结测温得到的铜的自然冷却规律曲线

说明:图6的温度是用电压传感器测出PN结的正向电压,然后根据实验内容一得到的关系式(3)即温度和PN正向结电压降的关系:

0.694,VF T,0.00215

在DataStudio中作如下计算:

然后得到的温度。

分析:图5和图6对比可以看出,PN节测出的结果和用温度传感器测出的结果基本是一致的,只是PN节测出的噪声大了些

5

四、实验结论

1、通过实验得出所用:在常温下(0~100?)的PN结(三极管JDGS061的be极)的正向压降随温度是线性下降,基本关系为:。 Vt,,0.6940.00215F 因为线性很好,在在常温下范围内可以用PN 结做温度器。

,V2、PN结(三极管JDGS061的be极)的正向压降对温度的灵敏度为:

K,,2.15mV,t

3、本实验测得的硅管的禁带宽度 : EgeVe,,(0)1.27VF

和公认值1.21eV有5%的误差。

4、在测铜的冷却规律的实验中PN节测出的结果和用温度传感器测出的结果基本是一致,说明了PN结作为温度传感器是可行的。

5、PN结的正向压降对温度的敏感性也会有害的一面,在电路中会造成温度漂移,在电路设计中应当加以考虑。

四、实验总结.

本实验测得的硅管的禁带宽度 :和公认值1.21eV有5%的误差,主要是由于时间Ege,1.27V

紧张,温度传感器没有校正起始点。

本实验中,将PN结的温度特性应用于利用计算机采集数据即计算机实测实验中,体现出方便、快捷、成本极低的优势。说明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优点。在温度控制以及微机进行温度实时讯号处理等方面有很强的相对优势。

本实验中发现PN结测温度时有噪声,实验在精度要求高时还应作降噪处理。

指导教师批阅意见:

成绩评定:

实验设计方案实验过程数据处理实验结论实验总结总分

(50分) (15分) (10分) (10分) (15分)

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PN结物理特性及玻尔兹曼常数测量

P N结物理特性及玻尔兹 曼常数测量 Prepared on 21 November 2021

PN 结物理特性及玻尔兹曼常数测量 半导体PN 结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。使用本实验的仪器用物理实验方法,测量PN 结扩散电流与电压关系,证明此关系遵循指数分布规律,并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。本实验的仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电阻测温电桥,测量PN 结结电压be U 与热力学温度T 关系,求得该传感器的灵敏度,并近似求得0K 时硅材料的禁带宽度。 【实验目的】 1、在室温时,测量PN 结扩散电流与结电压关系,通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。 2、在不同温度条件下,测量玻尔兹曼常数。 3、学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量10-6A 至10-8A 的弱电流。 4、测量PN 结结电压be U 与温度关系,求出结电压随温度变化的灵敏度。 5、计算在0K 时半导体(硅)材料的禁带宽度(选作)。 6、学会用最小二乘法拟合数据。 【实验仪器】 FD-PN-4型PN 结物理特性综合实验仪(如下图),TIP31c 型三极管(带三根引线)一只,长连接导线11根(6黑5红),手枪式连接导线10根,3DG6(基极与集电极已短接,有二根引线)一只,铂电阻一只。 FD-PN-4 型PN 节物理特性测定仪 【实验原理】 1. 测量三极管发射极与基极电压U 1和集电极与基极电压U 2之间的关系 (a)PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知,PN 结的正向电流-电压关系满足: [] 1/0-=KT eU e I I (1) 式(1)中I 是通过PN 结的正向电流,I 0是反向饱和电流,在温度恒定是为常数,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(300K)时,kT /e ≈ ,而PN 结正向压降约为十分之几伏,则KT eU e />>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略,于是有: KT eU e I I /0= (2) 也即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(1)式可以求出e /kT 。在测得温度T 后,就可以得到e /k 常数,把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,二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系,但求得的常数k 往往偏小。这是因为通过二极管电流不只是扩散电流,还有其它电流。一般它包括三个部分: [1]扩散电流,它严格遵循(2)式; [2]耗尽层复合电流,它正比于KT eU e 2/; [3]表面电流,它是由Si 和SiO 2界面中杂质引起的,其值正比于mKT eU e /,一般m >2。

大学物理实验PN结正向压降温度特性的研究实验报告

实验题目:PN 结正向压降温度特性的研究 实验目的:了解PN 结正向压降随温度变化的基本关系式。在恒流供电条件下,测绘PN 结正向压降随温度变化曲线,并由此确定其灵敏度和被测PN 结材料的禁带宽度。学习用PN 结测温的方法。 实验原理:理想PN 结的正向电流I F 和压降V F 存在近似关系: )exp( kT qV Is I F F = 其中q 为电子电荷,k 为玻尔兹曼常数,T 为绝对温度,I S 为反向饱和电流: ]) 0(ex p[kT qV CT Is g r -= 由上面可以得到: 11)0(n r F g F V V InT q kT T I c In q k V V +=-??? ? ? ?-= 其中 () r n F g InT q KT V T I c In q k V V -=???? ? ?-=11)0( 在上面PN 结正向压降的函数中,令I F =常数,那么V F 就是T 的函数。 考虑V n1引起的线性误差,当温度从T 1变为T ,电压由V F1变为V F : [] r n F g g F T T q kT T T V V V V ??? ? ??---=111 1)0()0( )(111T T T V V V F F F -??+=理想 ()[] ()r T T q k T T V V V T T r q k T V V V V F g g F g F 1111111)0()0(----=-????? ?---+=理想 两个表达式相比较,有: ()r F T T Ln q kT T T r q k V V )(1 1+-- =-=?理想 综上可以研究PN 结正向压降温度特性。 实验内容:1、求被测PN 结正向压降随温度变化的灵敏度S (mv/℃)。作?V —T 曲线(使用Origin 软件工 具),其斜率就是S 。 2、估算被测PN 结材料硅的禁带宽度E g (0)=qV g (0)电子伏。根据(6)式,略去非线性,可得

大学物理实验报告范例

怀化学院 大学物理实验实验报告 系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010***组别1实验日期2009-10-20 实验项目:长度和质量的测量 【实验题目】长度和质量的测量

【实验目的】 1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。 2. 学会物理天平的调节使用方法,掌握测质量的方法。 3. 学会直接测量和间接测量数据的处理,会对实验结果的不确定度进行估算和分析,能正确地表示测量结果。 【实验仪器】(应记录具体型号规格等,进实验室后按实填写) 直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0~25mm,0.01mm),物理天平(TW-1B 型,分度值0.1g ,灵敏度1div/100mg),被测物体 【实验原理】(在理解基础上,简明扼要表述原理,主要公式、重要原理图等) 一、游标卡尺 主尺分度值:x=1mm,游标卡尺分度数:n (游标的n 个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等),游标尺分度值: x n n 1 -(50分度卡尺为0.98mm,20分度的为:0.95mm ),主尺分度值与游标尺分度值的差值为:n x x n n x =-- 1,即为游标卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值为:1/50=0.02mm,20分度的为:1/20=0.05mm 。 读数原理:如图,整毫米数L 0由主尺读取,不足1格的小数部分l ?需根据游标尺与主尺对 齐的刻线数k 和卡尺的分度值x/n 读取:n x k x n n k kx l =--=?1 读数方法(分两步): (1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k 读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: n x k l l l l +=?+=00,对于50分度卡尺:02.00?+=k l l ;对20分度:05.00?+=k l l 。实际读数时采取直读法读数。 二、螺旋测微器 原理:测微螺杆的螺距为,微分筒上的刻度通常为50分度。当微分筒转一周时,测微螺杆前进或后退mm ,而微分筒每转一格时,测微螺杆前进或后退50=。可见该螺旋测微器的分度值为mm ,即千分之一厘米,故亦称千分尺。 读数方法:先读主尺的毫米数(注意刻度是否露出),再看微分筒上与主尺读数准线对齐的刻线(估读一位),乖以, 最后二者相加。 三:物理天平 天平测质量依据的是杠杆平衡原理 分度值:指针产生1格偏转所需加的砝码质量,灵敏度是分度值的倒数,即n S m =?,它表示 天平两盘中负载相差一个单位质量时,指针偏转的分格数。如果天平不等臂,会产生系统误差,消除方法:复称法,先正常称1次,再将物放在右盘、左盘放砝码称1次(此时被测质量应为砝码质量减游码读数),则被测物体质量的修正值为:21m m m ?= 。 【实验内容与步骤】(实验内容及主要操作步骤) 1. 米尺测XX 面积:分别测量长和宽各一次。 2. 游标卡尺测圆环体积:(1)记下游标卡尺的分度值和零点误差。(2)用游标卡尺测量圆环

半导体PN结的物理特性及弱电流测量实验..

半导体PN 结的物理特性及弱电流测量实验 【实验目的】 1.在室温时,测量PN 结电流与电压关系,证明此关系符合指数分布规律。 2.在不同温度条件下,测量玻尔兹曼常数。 3.学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流。 4.测量PN 结电压与温度的关系,求出该PN 结温度传感器的灵敏度。 5.计算在0K 温度时,半导体硅材料的近似禁带宽度。 【实验原理】 1. PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量 由半导体物理学可知,PN 结的正向电流-电压关系满足: []1)/exp(0-=kT eU I I (1) 式中I 是通过PN 结的正向电流,0I 是反向饱和电流,在温度恒定是为常数,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(300K)时,e kT /≈0.026v ,而PN 结正向压降 约为十分之几伏,则)/exp( kT eU >>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略,于是有: )/exp(0kT eU I I = (2) 也即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(1)式可以求出 kT e /。在测得温度T 后,就可以得到k e /常数,把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,二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系,但求得的常数k 往往偏小。这是因为通过二极管电流不只是扩散电流,还有其它电流。一般它包括三个部分:1)扩散电流,它严格遵循(2)式;2)耗尽层符合电流,它正比于)2/exp(kT eU ;3)表面电流,它是由硅和二氧 化硅界面中杂质引起的,其值正比于)/exp( mkT eU ,一般m >2。因此,为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数,不宜采用硅二极管,而采用硅三极管接成共基极线路,因为此时集电极与基极短接,集电极电流中仅仅是扩散电流。复合电流主要在基极出现,测量集电极电流时,将不包括它。本实验中选取性能良好的硅三极管(TIP31型),实验中又处于较低的正向偏置,这样表面电流影响也完全

实验十PN结物理特性测定

一、概述 半导体PN结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。本仪器用物理实验方法,测量PN结扩散电流与电压关系,证明此关系遵循指数分布规律,并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。本仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电 U与热力学温度T的关系,求得该传感器的灵敏度,并近似求得阻测温电桥,测量PN结结电压 be 0K时硅材料的禁带宽度。 二、仪器简介 图1 PN结物理特性测定仪实验装置

FD-PN-4型PN 结物理特性测定仪主要由直流电源、数字电压表、实验板以及干井测温控温装置组成,如图1所示。 三、技术指标 1.直流电源:±15V 直流电源一组, 1.5V 直流电源一组 2.数字电压表:三位半数字电压表量程0—2V ,四位半数字电压表量程 0—20V 3.实验板: 由运算放大器LF356、印刷引线、接线柱、多圈电位器组成。TIP31型三极管外接。 4.恒温装置:干井式铜质可调节恒温,恒温控制器控温范围,室温至80℃;控温分辨率0.1℃; 5.测温装置:铂电阻及电阻组成直流电桥测温0℃(Ω=00.1000R )。 四、实验项目 1.测量PN 结扩散电流与结电压关系,通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。 2.较精确地测量玻尔兹曼常数。(误差一般小于2%) 3.测量PN 结结电压be U 与温度关系,求出结电压随温度变化的灵敏度。 4.近似求得0K 时半导体(硅)材料的禁带宽度。 5.学会用铂电阻测量温度的实验方法和直流电桥测电阻的方法。 五、注意事项 1.实验时接±12V 或±15V ,但不可接大于15V 电源。±15V 电源只供运算放大器使用,请勿作其它用途。 2.运算放大器7脚和4脚分别接+15V 和-15V ,不能反接,地线必须与电源0V (地)相接(接触要良好)。否则有可能损坏运算放大器,并引起电源短路。一旦发现电源短路(电压明显下降),请立即切断电源。 3.要换运算放大器必须在切断电源条件下进行,并注意管脚不要插错。元件标志点必须对准插座标志槽口。 4.必须经教师检查线路接线正确,学生才能开启电源,实验结束应先关电源,才能拆除接线。

大学物理实验报告-基本测量

学实验报告 课程名称:_____ 大学物理实验(一)_________ 实验名称:实验1 基本测量______________ 学院:______________________________________ 专业:______ 课程编号: ________________________ 组号:16 指导教师: ________________ 报告人:__________ 学号_______________ 实验地点__________ 科技楼906 __________ 实验时间:______ 年_______ 月 ____ 日星期________ 实验报告提交时间:

四、实验容和步骤 五、数据记录 1用游标卡尺R测量圆筒的外径D径d、和高H 表1

2、用螺旋测微计测量粗铜丝、细铜丝的直径表2单位:________ 千分尺零点:____________ 千分尺基本误差:_____________ 六、数据处理: 1、计算圆筒的外径D ,并计算D(5分) 2、计算圆筒的径d ,并计算d(5 分)

2 3、计算圆筒的高 H ,并计算 H (5分) 4、计算粗铜丝直径 D 1及 D 1 (6分) 5、计算细铜丝直径 D 2及 D 2 (6分) 6、间接量B D 1D 2 D 1 D 2 ,计算B 的平均值、相对误差和绝对误差。 (5 分) 提示: D 2 D i D 2

七、实验结果与讨论 实验结果1: 圆筒的外径: D P = D D ( ) 实验结果2: 圆筒的径:d P = d d ( ) 实验结果3: 圆筒的高:H P = H H ( ) 实验结果4: 粗铜丝的直径: D i P = D i D i ( ) 实验结果5: 粗铜丝的直径: D2 P = D2 D2 ( ) 实验结果讨论:6: B P = B B ( )

PN结物理特性测定2015

半导体PN 结的物理特性实验 实验目的 1.测量PN 结电流与电压关系,证明此关系符合指数分布规律。 2.测量玻尔兹曼常数。 3.测量PN 结电压与温度的关系,求出该PN 结温度传感器的灵敏度。 4.计算在0K 温度时,半导体硅材料的近似禁带宽度。 实验原理 1. PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量 由半导体物理学可知,PN 结的正向电流-电压关系满足: []1)/exp(0-=kT eU I I (1) 式中I 是通过PN 结的正向电流,0I 是反向饱和电流,在温度恒定是为常数,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(300K)时,e kT /≈0.026v ,而PN 结正向压降 约为十分之几伏,则)/exp( kT eU >>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略,于是有: )/exp(0kT eU I I = (2) 也即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(1)式可以求出 kT e /。在测得温度T 后,就可以得到k e /常数,把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,二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系,但求得的常数k 往往偏小。这是因为通过二极管电流不只是扩散电流,还有其它电流。一般它包括三个部分:1)扩散电流,

它严格遵循(2)式;2)耗尽层符合电流,它正比于)2/exp(kT eU ;3)表面电流,它是由硅和二氧 化硅界面中杂质引起的,其值正比于)/exp( mkT eU ,一般m >2。因此,为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数,不宜采用硅二极管,而采用硅三极管接成共基极线路,因为此时集电极与基极短接,集电极电流中仅仅是扩散电流。复合电流主要在基极出现,测量集电极电流时,将不包括它。本实验中选取性能良好的硅三极管(TIP31型),实验中又处于较低的正向偏置,这样表面电流影响也完全可以忽略,所以此时集电极电流与结电压将满足(2)式。实验线路如图1所示。 图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图 2.PN 结的结电压be U 与热力学温度T 关系测量。 当PN 结通过恒定小电流(通常电流A I μ1000=),由半导体理论可得be U 与T 近似关系: go be U ST U += (5) 式中S ≈-2.3C mV o /为PN 结温度传感器灵敏度。由go U 可求出温度0K 时半导体材料的近似禁带宽度go E =go qU 。硅材料的go E 约为1.20eV 。 实验仪器 1. 直流电源、数字电压表、温控仪组合装置(包括±15V 直流电源、0-1.5V 及3.0V 直流电源、三位半数字电压表、四位半数字电压表、温控仪)。 2. TIP31型三极管(带三根引线)1个,3DG 三极管1个。

大学物理实验报告答案大全(实验数据)

U 2 I 2 大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括) 伏安法测电阻 实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算;进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理 根据欧姆定律, R = U ,如测得 U 和 I 则可计算出 R 。值得注意的是,本实验待测电阻有两只, 一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只,0~5mA 电流表 1 只,0-5V 电压表 1 只,0~50mA 电流表 1 只,0~10V 电压表一 只,滑线变阻器 1 只,DF1730SB3A 稳压源 1 台。 实验步骤 本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时,可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的,并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量,记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由 U = U max ? 1.5% ,得到 U 1 = 0.15V , U 2 = 0.075V ; (2) 由 I = I max ? 1.5% ,得到 I 1 = 0.075mA , I 2 = 0.75mA ; (3) 再由 u R = R ( 3V ) + ( 3I ) ,求得 u R 1 = 9 ? 101 &, u R 2 = 1& ; (4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ?10 3 &, R 2 = (44 ± 1)& 光栅衍射 实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理

大学物理实验报告23-PN结温度传感器特性

天津大学 物理实验报告 姓名: 专业: 班级: 学号: 实验日期: 实验教室: 指导教师: 【实验名称】 PN 结物理特性综合实验 【实验目的】 1. 在室温时,测量PN 结电流与电压关系,证明此关系符合波耳兹曼分布规律 2. 在不同温度条件下,测量玻尔兹曼常数 3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流 4. 测量PN 结电压与温度关系,求出该PN 结温度传感器的灵敏度 5. 计算在0K 温度时,半导体硅材料的近似禁带宽度 【实验仪器】 半导体PN 结的物理特性实验仪 资产编号:××××,型号:×××(必须填写) 【实验原理】 1.PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足: ]1)/[ex p(0-=kT eU I I (1) 当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略,于是有: 0exp(/)I I eU kT = (2) 也即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(1)式可以求出 /e kT 。在测得温度T 后,就可以得到/e k ,把电子电量e 作为已知值代入,即可求得玻尔兹曼常数k 。 实验线路如图1所示。

2、弱电流测量 LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器,用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。 运算放大器的输入电压0U 为: 00i U K U =- (3) 式(3)中i U 为输入电压,0K 为运算放大器的开环电压增益,即图2中电阻f R →∞时的电压增益(f R 称反馈电阻)。因而有: 00(1) i i s f f U U U K I R R -+= = (4) 由(4)式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为 00 1i f f x s U R R Z I K K = =≈+ (5) 由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式,即: 图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图 图2 电流-电压变换器

大学物理实验报告范例

怀化学院 大学物理实验实验报告系别数学系年级2010专业信息与计算班级10信计3班姓名张三学号**组别1实验日期2011-4-10 实验项目:验证牛顿第二定律

1.气垫导轨的水平调节 可用静态调平法或动态调平法,使汽垫导轨保持水平。静态调平法:将滑块在汽垫上静止释放,调节导轨调平螺钉,使滑块保持不动或稍微左右摆动,而无定向运动,即可认为导轨已调平。 2.练习测量速度。 计时测速仪功能设在“计时2”,让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门,练习测量速度。 3.练习测量加速度 计时测速仪功能设在“加速度”,在砝码盘上依次加砝码,拖动滑块在汽垫上作匀加速运动,练习测量加速度。 4.验证牛顿第二定律 (1)验证质量不变时,加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ,测速仪功能选“加速度”, 按上图所示放置滑块,并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g),将滑块移至远离滑轮一端,使其从静止开始作匀加速运动,记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上,重复上述步骤。 (2)验证合外力不变时,加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码(即 g m 102=),测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上,分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍,要有主要的处理过程和计算公式,要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3,可得到a 与F 的关系如下: 由上图可以看出,a 与F 成线性关系,且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量,M=1/=172克,与实际值M=165克的相对误差: %2.4165 165 172=- 可以认为,质量不变时,在误差范围内加速度与合外力成正比。

PN结物理特性及玻尔兹曼常数测量.

PN 结物理特性及玻尔兹曼常数测量 半导体PN 结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。使用本实验的仪器用物理实验方法,测量PN 结扩散电流与电压关系,证明此关系遵循指数分布规律,并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。本实验的仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电阻测温电桥,测量PN 结结电压be U 与热力学温度T 关系,求得该传感器的灵敏度,并近似求得0K 时硅材料的禁带宽度。 【实验目的】 1、在室温时,测量PN 结扩散电流与结电压关系,通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。 2、在不同温度条件下,测量玻尔兹曼常数。 3、学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量10-6A 至10-8A 的弱电流。 4、测量PN 结结电压be U 与温度关系,求出结电压随温度变化的灵敏度。 5、计算在0K 时半导体(硅)材料的禁带宽度(选作)。 6、学会用最小二乘法拟合数据。 【实验仪器】 FD-PN-4型PN 结物理特性综合实验仪(如下图),TIP31c 型三极管(带三根引线)一只,长连接导线11根(6黑5红),手枪式连接导线10根,3DG6(基极与集电极已短接,有二根引线)一只,铂电阻一只。 FD-PN-4 型PN 节物理特性测定仪 【实验原理】 1. 测量三极管发射极与基极电压U 1和集电极与基极电压U 2之间的关系 (a)PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知,PN 结的正向电流-电压关系满足: [] 1/0-=KT eU e I I (1) 式(1)中I 是通过PN 结的正向电流,I 0是反向饱和电流,在温度恒定是为常数,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(300K)时,kT /e ≈0.026v ,而PN 结正向压降约为十分之几伏,则KT eU e />>1,(1)式括号内-1项完全可 以忽略,于是有: KT eU e I I /0= (2) 也即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(1)

大学物理实验报告模板(完整版)

报告编号:YT-FS-7848-78 大学物理实验报告模板 (完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity

大学物理实验报告模板(完整版) 备注:该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告,并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 一、演示目的 气体放电存在多种形式,如电晕放电、电弧放电 和火花放电等,通过此演示实验观察火花放电的发生 过程及条件。 二、原理 首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相 等。尖端电极放电,而球型电极未放电。这是由于电 荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲 率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处),两极 之间的电场越强,空气层被击穿。反之越少(球型电极 处),两极之间的电场越弱,空气层未被击穿。当尖端 电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极 之间的距离时,其间的电场较弱,不能击穿空气层。

而此时球型电极与平板电极之间的距离最近,放电只能在此处发生。 三、装置 一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。 四、现象演示 让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电,而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离,放电在球型电极与平板电极之间发生 五、讨论与思考 雷电暴风雨时,最好不要在空旷平坦的田野上行走。为什么? 这里填写您企业或者单位的信息 Fill In The Information Of Your Enterprise Or Unit Here

PN结的物理特性—实验报告

半导体PN 结的物理特性实验报告 姓名:陈晨 学号:12307110123 专业:物理学系 日期:2013年12月16日 一、引言 半导体PN 结是电子技术中许多元件的物质基础具有广泛应用,因此半导体PN 结的伏安特性是半导体物理学的重要内容。本实验利用运算放大器组成电流-电压变换器的方法精确测量弱电流,研究PN 结的正向电流I ,正向电压U ,温度T 之间的关系。本实验桶过处理实验数据得到经验公式,验证了正向电流与正向电压的指数关系,正向电流与温度的指数关系以及正向电压与温度的线性关系,并由此与计算玻尔兹曼常数k 与0K 时材料的禁带宽度E ,加深了对半导体PN 节的理解。 二、实验原理 1、 PN 结的物理特性 (1)PN 结的定义:若将一块半导体晶体一侧掺杂成P 型半导体,即有多余电子的半导体,另一侧掺杂成N 型半导体,即有多余空穴的半导体,则中间二者相连的接触面就称为PN 结。 (2)PN 结的正向伏安特性:根据半导体物理学的理论,一个理想PN 结的正向电流I 与正向电压U 之间存在关系 ①,其中I S 为反向饱和电流,k 为玻尔兹曼常数,T 为热力学温度,e 为电子电量。在常温(T=300K )下和实验所取电压U 的范围内, 故①可化为 ②,两边取对数可得 。 (3)当温度T 不变时作lnI-U 图像并对其进行线性拟合,得到线性拟合方程的斜率为e/kT ,带入已知常数e 和T ,便得玻尔兹曼常数k 。 2、反向饱和电流I s (1)禁带宽度E :在固体物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带顶端至传导带底端的能量差距。对一个本征半导体而言,其导电性与禁带宽度的大小有关,只有获得足够能量的电子才能从价带被激发,跨过禁带宽度跃迁至导带。 (2)根据半导体物理学的理论,理想PN 结的反向饱和电流Is 可以表示为 ③,代入②得 ,其中I 0为与结面积和掺杂浓度等有关的常数,γ取决于少数载流子迁移率对温度的关系,通常取γ=3.4,k 为玻尔兹曼常数,T 为热力学温度.E 为0K 时材料的禁带宽度。两边取对数得 ,其中γlnT 随温度T 的变 化相比(eU-T )/kT 很缓慢,可以视为常数。 (3)当正向电压U 不变时作lnI-1/T 图像并进行线性拟合,得到拟合方程斜率(eU-E )/k ,代入已知常数便得0K 时PN 结材料的禁带宽度E ;当正向电流I 不变时作U-T 图并进行线性拟合,得到拟合直线截距E/e ,带入已知常数,便得0K 时PN 结材料的禁带宽度E 。 3、实验装置及其原理 (1)如图所示为由运算放大器组成的电流-电压变换器电路图,电压表V1测量的是正向电压U1,电压表V2测量的是正向电流I 经运算放大器放大后所对应的电压U2,分析电路后可知,正向电流I ≈U 2/R f ,其中R f 为反馈电阻。通过二极管的正向电流除了扩散电流外,还 (1)eU kT s I I e =-1 eU kT e >>eU kT s I I e =lnI lnI s eU kT =+0E kT s I I T e γ - =0eU E kT I I T e γ-=0ln lnI ln eU E I T kT γ-=++

大学物理实验报告优秀正式版

For the things that have been done in a certain period, the general inspection of the system is also a specific general analysis to find out the shortcomings and deficiencies 大学物理实验报告优秀正 式版

大学物理实验报告优秀正式版 下载提示:此报告资料适用于某一时期已经做过的事情,进行一次全面系统的总检查、总评价,同时也是一次具体的总分析、总研究,找出成绩、缺点和不足,并找出可提升点和教训记录成文,为以后遇到同类事项提供借鉴的经验。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 大学物理实验报告模板 实验报告 一.预习报告 1.简要原理 2.注意事项 二.实验目的 三.实验器材 四.实验原理 五.实验内容、步骤 六.实验数据记录与处理 七.实验结果分析以及实验心得 八.原始数据记录栏(最后一页)

把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。 实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。 实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达

大学物理实验报告优秀模板.doc

大学物理实验报告优秀模板 大学物理实验报告模板 实验报告 一.预习报告 1.简要原理 2.注意事项 二.实验目的 三.实验器材 四.实验原理 五.实验内容、步骤 六.实验数据记录与处理 七.实验结果分析以及实验心得 八.原始数据记录栏(最后一页) 把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。 实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。 实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验

的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。 实验报告内容与格式 (一) 实验名称 要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法,可写成“验证×××”;分析×××。 (二) 所属课程名称 (三) 学生姓名、学号、及合作者 (四) 实验日期和地点(年、月、日) (五) 实验目的 目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。 (六) 实验内容 这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程. (七) 实验环境和器材 实验用的软硬件环境(配置和器材)。

半导体PN结的物理特性及弱电流测量(精)

成都信息工程学院 物理实验报告 姓名: 石朝阳 专业: 班级: 学号: 实验日期: 2009-9-15下午 实验教室: 5102-1 指导教师: 【实验名称】 PN 结物理特性综合实验 【实验目的】 1. 在室温时,测量PN 结电流与电压关系,证明此关系符合波耳兹曼分布规律 2. 在不同温度条件下,测量玻尔兹曼常数 3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流 4. 测量PN 结电压与温度关系,求出该PN 结温度传感器的灵敏度 5. 计算在0K 温度时,半导体硅材料的近似禁带宽度 【实验仪器】 半导体PN 结的物理特性实验仪 资产编号:××××,型号:×××(必须填写) 【实验原理】 1.PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足: ]1)/[exp(0-=kT eU I I (1) 当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略,于是有: 0exp(/)I I eU kT = (2) 也即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(1)式可以求出 /e kT 。在测得温度T 后,就可以得到/e k ,把电子电量e 作为已知值代入,即可求得玻尔兹曼常数k 。 实验线路如图1所示。

2、弱电流测量 LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器,用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。 运算放大器的输入电压0U 为: 00i U K U =- (3) 式(3)中i U 为输入电压,0K 为运算放大器的开环电压增益,即图2中电阻f R →∞时的电压增益(f R 称反馈电阻)。因而有: 00(1) i i s f f U U U K I R R -+= = (4) 由(4)式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为 00 1i f f x s U R R Z I K K = =≈ + (5) 由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式,即: 图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图 图2 电流-电压变换器

大学物理实验报告表doc

大学物理实验报告表 图片已关闭显示,点此查看 **学院物理系大学物理 学生实验报告 实验项目:实验地点:班级:姓名:座号: 实验时间:月 物理系编制 一、实验目的: 二、实验仪器设备: 三、实验原理: 四、实验步骤: 教师签名: 五、实验数据记录 六、实验数据处理 七、实验结论与分析及思考题解答 1、对实验进行总结,写出结论: 2、思考题解答: 北京师范大学珠海分校 大学物理实验报告 实验名称:杨氏弹性模量的测定 院专业学号

姓名 同组实验者 XX 年月日 实验名称 一、实验目的。。。。。。。。。 二、实验原理。。。。。。。。。。 三、实验内容与步骤。。。。。。。。。 四、数据处理与结果。。。。。。。。。 五、附件:原始数据 ****说明: 第五部分请另起一页,将实验时的原始记录装订上,原始记录上须有教师的签名。 图片已关闭显示,点此查看 大学物理演示实验报告 院系名称:勘察与测绘学院 专业班级: 姓名: 学号: 图片已关闭显示,点此查看 图片已关闭显示,点此查看 辉光盘 【实验目的】:

观察平板晶体中的高压辉光放电现象。 【实验仪器】:大型闪电盘演示仪 【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了 涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的 惰性气体。控制器中有一块振荡 电路板,通过电源变换器,将12V低压直流 电转变为高压高频电压加在电极上。 通电后,振荡电路产生高频电压电场, 由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产 生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外 辐射激发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷 的荧光材料决定。由于电极上电压很高,故 所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。 【实验步骤】: 1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小; 2. 插上220V电源,打开开关; 3. 调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光; 4. 用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化; 5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。

半导体PN结的物理特性

半导体PN结的物理特性 简介:半导体PN结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一,它在实践中有着广泛的应用,如各种晶体管、太阳能电池、半导体制冷、半导体激光器、发光二极管都是由半导体PN结组成。本实验主要研究的两个问题是: (1)测量PN结扩散电流与电压的关系; (2)研究PN结电压与热力学温度的关系。 一、实验目的 (1)了解用运算放大器测量弱电流的原理和方法; (2)测量PN结结电压与电流关系,证明此关系符合指数分布规律,用作图法求玻尔兹曼常数; (3)测量PN结结电压与温度的关系,求出PN结温度传感器的灵敏度; (4)计算在绝对零度时,半导体材料的禁带宽度。 二、实验仪器:FD-PN-4 PN结物理特性实验仪

三、 实验原理 1.PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数的测量 半导体在常温下PN 结电压与电流有如下指数关系: 0qU kT S I I e = (1) 公式(1)中0I 为反向饱和电流,k 为玻尔兹曼常数,T 为热力学温度,q 为电子电量,U 为电压。本实验用常规方法测量时,当PN 结电压较小时,PN 结没导通,通过的电流很弱,普通电流表很难准确测量,无法验证真实的电压电流关系和测量玻尔兹曼常数,而采用集成运放对弱电流放大可解决这些问题。 2.弱电流测量 实验装置如图1所示,所用PN 结由三极管提供,LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器,用它组成电流-电压变换器,它可对弱电流放大并转换成电压形式。其工作原理如图2所示,S I 为被测弱电流,r Z 为电路的等效输入阻抗, f R 为负反馈电阻,运放的开环放大倍数为0K ,运算放大器的输出电压为: 00i U K U =- (2) 由于运放输入阻抗i r 为无限大,反馈电阻f R 流过的电流近似为S I , 00 00 1 () (1)i S f f f U U U I U R R R K -= =-+ ≈- (3) 只要测得输出电压0U 和已知f R 值,即可求得S I ,将上式代入0qU kT S I I e =可 得: 102qU kT U U Ae == (4) 图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图

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大学物理实验报告模板范本 大学物理实验报告热敏电阻 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。 关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性 1、引言 热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为: Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件 常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。 Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件 常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高

温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。 2、实验装置及原理 【实验装置】 FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。 【实验原理】 根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面。 对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有上式表明与呈线,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数下式给出。 从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。 热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非

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