半导体器件综合测试实验报告
半导体器件综合参数测试

研究生《电子技术综合实验》课程报告题目:半导体器件综合参数测试学号姓名专业指导教师院(系、所)年月日一、实验目的:(1)了解、熟悉半导体器件测试仪器,半导体器件的特性,并测得器件的特性参数。
掌握半导体管特性图示仪的使用方法,掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法。
(2)测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下(磁场、霍尔电流)下的霍尔电压,并根据实验结果全面分析、讨论。
二、实验内容:(1)测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线,根据图示曲线计算晶体管的放大倍数;(2)测量霍尔元件不等位电势,测霍尔电压,在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。
三、实验仪器:XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置四、实验原理:1.三极管的主要参数:(1)直流放大系数h FE:h FE=(I C-I CEO)/I B≈I C/I B。
其中I C为集电极电流,I B为基极电流。
基极开路时I C值,此值反映了三极管热稳定性。
(2)穿透电流I CEO:(3)交流放大系数β:β=ΔI C/ΔI B(4)反向击穿电压BV CEO:基极开路时,C、E之间击穿电压。
2.图示仪的工作原理:晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。
晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理,将上述单元组合,实现各种测试电路。
阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流,为被测晶体管提供偏置;集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压,可根据不同的测试要求,改变扫描电压的极性和大小;示波器工作在X-Y状态,用于显示晶体管特性曲线;测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。
(原理如图1)上图中,R B、E B构成基极偏置电路。
当E B》V BE时,I B=(E B-V BE)/R B基本恒定。
晶体管C-E之间加入锯齿波扫描电压,并引入小取样电阻RC,加到示波器上X轴Y轴电压分别为:V X=V CE=V CA+V AC=V CA-I C R C≈V CAV Y=-I C·R C∝-I CI B恒定时,示波器屏幕上可以看到一根。
半导体物理实践报告(2篇)

第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,半导体材料在电子、光电子和微电子等领域扮演着至关重要的角色。
半导体物理作为研究半导体材料基本性质和器件原理的学科,对于理解和设计新型半导体器件具有重要意义。
本实验旨在通过一系列实践操作,加深对半导体物理基本概念的理解,并掌握相关实验技能。
二、实验目的1. 理解半导体材料的能带结构及其与载流子浓度的关系。
2. 掌握半导体物理实验的基本操作和数据处理方法。
3. 通过实验验证半导体物理的基本理论。
4. 培养学生的科学实验能力和团队合作精神。
三、实验原理1. 能带结构:半导体材料的能带结构是其基本性质之一。
本实验通过测量半导体的导电性,分析其能带结构,并探讨载流子浓度与温度的关系。
2. 载流子浓度:载流子浓度是描述半导体导电性的重要参数。
本实验通过测量不同温度下的载流子浓度,分析其与温度的关系。
3. PN结:PN结是半导体器件中最基本的结构之一。
本实验通过测量PN结的正向和反向电流,分析其特性。
四、实验器材与步骤1. 实验器材:- 半导体样品(如硅、锗等)- 数字万用表- 温度控制器- 电源- 接地线- 连接线2. 实验步骤:(1)将半导体样品连接到数字万用表上,设置测量模式为电阻测量。
(2)逐渐改变温度,记录不同温度下的电阻值。
(3)绘制电阻-温度曲线,分析半导体材料的能带结构。
(4)通过公式计算载流子浓度,分析其与温度的关系。
(5)搭建PN结电路,测量正向和反向电流。
(6)分析PN结的特性,如正向导通和反向截止等。
五、实验结果与分析1. 能带结构分析:通过实验测得的电阻-温度曲线,可以观察到半导体材料的电阻随温度的升高而减小。
这表明半导体材料的能带结构在温度升高时发生变化,载流子浓度增加。
2. 载流子浓度分析:根据实验数据,通过公式计算得出载流子浓度随温度的升高而增加。
这符合半导体物理理论,即温度升高,电子和空穴的激发能量增加,导致载流子浓度增加。
3. PN结特性分析:通过测量PN结的正向和反向电流,观察到PN结在正向偏置时导通,反向偏置时截止。
半导体器件综合测试实验报告

半导体器件综合测试实验报告1实验⽬的了解、熟悉半导体器件测试仪器,半导体器件的特性,并测得器件的特性参数。
掌握半导体管特性图⽰仪的使⽤⽅法,掌握测量晶体管输⼊输出特性的测量⽅法;测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下(磁场、霍尔电流)下的霍尔电压,并根据实验结果全⾯分析、讨论。
2实验内容测试3AX31B、3DG6D的放⼤、饱和、击穿等特性曲线,根据图⽰曲线计算晶体管的放⼤倍数;测量霍尔元件不等位电势,测霍尔电压,在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。
3实验仪器XJ4810图⽰仪、⽰波器、三极管、霍尔效应实验装置。
4实验原理4.1三极管的主要参数4.1.1 直流放⼤系数共发射极直流放⼤系数ββ=-( 4-1)(I I)/IC CEO B时,β可近似表⽰为当I IC CEOβ=( 4-2)I/IC B4.1.2 交流放⼤系数共发射极交流放⼤系数β定义为集电极电流变化量与基极电流变化量之⽐,即CE CBv i i β=?=?常数( 4-3)4.1.3 反向击穿电压当三极管内的两个PN 结上承受的反向电压超过规定值时,也会发⽣击穿,其击穿原理和⼆极管类似,但三极管的反向击穿电压不仅与管⼦⾃⾝的特性有关,⽽且还取决于外部电路的接法。
4.2霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作⽤⽽产⽣电动势的效应,从本质上讲,霍尔效应是运动的带电粒⼦在磁场中受洛仑兹⼒的作⽤⽽引起的偏转。
当带电粒⼦(电⼦或空⽳)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的⽅向上产⽣正负电荷在不同侧的聚积,从⽽形成附加的横向电场。
图4-1 霍尔效应⽰意图如图4-1所⽰,磁场B 位于Z 的正向,与之垂直的半导体薄⽚上沿X 正向通以电流sI (称为控制电流或⼯作电流),假设载流⼦为电⼦(N 型半导体材料),它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。
由于洛伦兹⼒L f 的作⽤,电⼦即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负⽅向的B 侧偏转,并使B 侧形成电⼦积累,⽽相对的A 侧形成正电荷积累。
半导体器件实验报告

实验报告实验名称半导体器件课程设计班级姓名:学号:实验日期:实验地点:一.P MOS的制造流程制作PMOS的主要流程为:衬底掺杂—〉栅氧化—〉离子注入—〉淀积多晶硅栅—〉多晶硅氧化—〉多晶掺杂—〉边墙氧化层淀积—〉边墙氧化层刻蚀形成氧化层—〉源漏注入—〉源漏退火—〉金属化—〉镜像生成PMOS结构。
二.实验程序和图形进入模拟软件后,输入数据和程序go athena# Non-Uniform Grid(0.6um x 0.8um)line x loc=0.00 spac=0.10line x loc=0.20 spac=0.01line x loc=0.60 spac=0.01#line y loc=0.00 spac=0.008line y loc=0.20 spac=0.01line y loc=0.50 spac=0.05line y loc=0.80 spac=0.15# Initial Silicon Structure with <100> Orientationinit silicon c.phosphor=1.0e14 orientation=100 two.d# Gate Oxidationdiffus time=11 temp=950 dryo2 press=1.00 hcl.pc=3#extract name="Gateoxide" thickness material="SiO~2"mat.occno=1 x.val=0.3# Threshold Voltage Adjust implantimplant phosphor dose=9.5e10 energy=10 crysta l此图为离子注入后杂质浓度在画线处注入的磷的浓度相对于器件的深度的分布# Conformal Polysilicon Depositiondeposit polysilicon thick=0.20 divisions=10# Poly Definitionetch polysilicon left p1.x=0.35# Polysilicon Oxidationdiffus time=3 temp=900 weto2 press=1.00# Polysilicon Dopingimplant boron dose=3.0e13 energy=10 crystal# Spacer Oxide Depositiondeposit oxide thick=0.12 divisions=10# Spacer Oxide Etchetch oxide dry thick=0.12# Soucer/Drain Implantimplant bf2 dose=5.0e15 energy=24 tilt=0 rotation=0 crystal # Source/Drain Annealingmethod fermidiffus time=1 temp=900 nitro press=1.00下图为源漏退火前后两图相叠加、对比的图形。
半导体基础实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除半导体基础实验报告篇一:半导体物理实验报告电子科技大学半导体物理实验报告姓名:艾合麦提江学号:20XX033040008班级:固电四班实验一半导体电学特性测试测量半导体霍尔系数具有十分重要的意义。
根据霍尔系数的符号可以判断材料的导电类型;根据霍尔系数及其与温度的关系,可以计算载流子的浓度,以及载流子浓度同温度的关系,由此可确定材料的禁带宽度和杂质电离能;通过霍尔系数和电阻率的联合测量.能够确定我流子的迁移约用微分霍尔效应法可测纵向载流子浓度分布;测量低温霍尔效应可以确定杂质补偿度。
霍尔效应是半导体磁敏器件的物理基础。
1980年发现的量子霍尔效应对科技进步具有重大意义。
早期测量霍尔系数采用矩形薄片样品.以及“桥式”样品。
1958年范德堡提出对任意形状样品电阻率和霍尔系数的测量方法,这是一种有实际意义的重要方法,目前已被广泛采用。
本实验的目的使学生更深入地理解霍尔效应的原理,掌握霍尔系数、电导率和迁移率的测试方法,确定样品的导电类型。
一、实验原理如图,一矩形半导体薄片,当沿其x方向通有均匀电流I,沿Z方向加有均匀磁感应强度的磁场时,则在y方向上产生电势差。
这种想象叫霍尔效应。
所生电势差用Vh表示,成为霍尔电压,其相应的电场称为霍尔电场ey。
实验表明,在弱磁场下,ey同J(电流密度)和b成正比ey=RhJb(1)式中Rh为比例系数,称为霍尔系数。
在不同的温度范围,Rh有不同的表达式。
在本征电离完全可以忽略的杂质电离区,且主要只有一种载流子的情况,当不考虑载流子速度的统计分布时,对空穴浓度为p的p型样品Rh?1?0(2)pq式中q为电子电量。
对电子浓度为n的n型样品Rh??1?0nq(3)当考虑载流子速度的统计分布时,式(2)、(3)应分别修改为??h?1??h?1Rh??Rh???pqnq??p??n(4)式中μh为霍尔迁移率。
μ为电导迁移率。
对于简单能带结构??h?(5)h??h?p??nγh称为霍尔因子,其值与半导体内的散射机制有关,对晶格散射γh=3π/8=1.18;对电离杂质散射γh=315π/512=1.93,在一般粗略计算中,γh可近似取为1.在半导体中主要由一种载流子导电的情况下,电导率为?n?nq?n和?p?pq?p(6)由(4)式得到Rh?ph?p和Rh?nh?n(7)测得Rh和σ后,μh为已知,再由μ(n,T)实验曲线用逐步逼近法查得μ,即可由式(4)算得n或p。
半导体材料测试与分析报告

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知识回顾 Knowledge Review
在上述辐射复合机构中,前两种 属于本征机构,后面几种则属于非本 征机构。由此可见,半导体的光致发 光过程蕴含着材料结构与组份的丰富 信息,是多种复杂物理过程的综合反 映,因而利用光致发光光谱可以获得 被研究材料的多种本质信息。
二、仪器及测试
• 测量半导体材料的光致发光光谱的基 本方法是,用紫外、可见或红外辐射 等激发光源产生能量大于被测材料的 禁带宽度Eg、且电流密度足够高的光 子流去入射被测样品,同时用光探测 器接受并识别被测样品发射出来的光 ,分析该材料的光学特性。
A对应自由激子谱区,其峰值能 量为3.57eV,大于体GaN材料的带隙 能量,说明GaN和衬底间大的失配( 晶格失配为13.8,热失配为25.5)虽 经过渡层仍未将其压缩应力完全消 除。13.8meV的半峰宽是谱峰交叠 的结果。无法确定自由激子从导带 到三个不同价带跃迁的精细结构。
B和C对应于束缚激子区。B对 应于束缚于N空位相关的中心施主 [Dº、x],C对应束缚于深受主的[ Aºd、x],其峰值能量分别为 3.476eV和3.467eV。其半峰宽分别 为10.8meV和15.6meV。
D是氧杂质作用于替位受主的 结果,峰值能量为3.419eV,半峰宽 度为500meV。由于深能级与晶格间 较强的耦合会使光谱宽度明显增加 。这与氧产生峰值能量在3.414 ~ 3.422eV光谱的结果一致,B-C确定 了NH3中的氧和离子注入的氧所形 成光谱的峰值能量为 3.424eV(4.2K)。这些数据证实了 在样品中存在着氧的影响。
TRIAX550 PL谱仪
样品架
制冷仪Biblioteka 光致发光光谱测量装置示意图
5半导体器件实验报告orCAD

实验报告实验名称____常用半导体器件_____课程名称__电子电路计算机辅助分析_院系部: 电气与电子工程学院专业班级:电子1301学生姓名:韩辉学号:1131230106同组人:实验台号:指导教师:高雪莲成绩:实验日期: 2015.11.6华北电力大学一、整流二极管1、实验电路图如图5.1.1所示:图5.1.1 整流二极管实验电路图2、实验内容①V-I特性分析建立仿真文件,设置仿真参数如图5.1.2所示:图5.1.2 V-I特性分析参数设置仿真结果如图5.1.3所示:图5.1.3 V—I特性分析仿真结果②正向导通特性分析将V1的电压改为0~10v后仿真结果如图5.1.4所示:图5.1.4 正向导通特性分析结果③反向导通特性分析将V1的电压改为-110~0v后仿真结果如图5.1.5所示:图5.1.5 反向导通特性仿真结果④分析温度对其正向特性的影响参数设置如图5.1.6所示:图5.1.6 温度分析参数设置仿真结果如下图5.1.7所示:图5.1.7 温度分析仿真结果⑤功耗分析参数设置如图5.1.8所示:图5.1.8 功耗分析参数设置功耗分析仿真结果如图5.1.9所示:图5.1.9 功耗分析仿真结果二、稳压二极管1、实验电路图如图5.2.1所示:图5.2.1 稳压二极管实验电路图2、实验内容①V-I特性分析建立仿真文件,设置仿真参数如图5.2.2所示:图5.2.2 V-I特性分析参数设置仿真结果如图5.2.3所示:图5.2.3 V—I特性分析仿真结果②正向导通特性分析将V1的电压改为0~2v后仿真结果如图5.2.4所示:图5.2.4 正向导通特性分析结果③反向导通特性分析将V1的电压改为-5~0v后仿真结果如图5.2.5所示:图5.2.5 反向导通特性仿真结果④分析温度对其正向特性的影响仿真结果如下图5.2.6所示:图5.2.6 温度分析仿真结果⑤功耗分析功耗分析仿真结果如图5.2.7所示:图5.2.7 功耗分析仿真结果三、发光二极管1、实验电路图如图5.3.1所示:图5.3.1 发光二极管实验电路图2、实验内容①V-I特性分析建立仿真文件,设置仿真参数如图5.3.2所示:图5.2.2 V-I特性分析参数设置仿真结果如图5.3.3所示:图5.3.3 V—I特性分析仿真结果②正向导通特性分析将V1的电压改为0~2v后仿真结果如图5.3.4所示:图5.3.4 正向导通特性分析结果③反向导通特性分析将V1的电压改为-240~0v后仿真结果如图5.3.5所示:图5.3.5 反向导通特性仿真结果④分析温度对其正向特性的影响仿真结果如下图5.3.6所示:图5.3.6 温度分析仿真结果⑤功耗分析功耗分析仿真结果如图5.3.7所示:图5.3.7 功耗分析仿真结果四、双极型晶体管1、实验电路图如图5.4.1所示:图5.4.1 双极型晶体管实验电路图2、实验内容①输入特性分析建立仿真文件,设置仿真参数如图5.4.2所示:图5.4.2 输入特性分析参数设置仿真结果如图5.4.3所示:图5.4.3 输入特性分析仿真结果②Vcc对输入特性的影响参数设置如图5.4.4所示:图5.4.4 Vcc对输入特性影响分析参数设置仿真结果如图5.4.5所示:图5.4.5 Vcc对输入特性的影响仿真结果③输出特性分析参数设置如图5.4.5所示:5.4.5 输出特性分析参数设置仿真结果如图5.4.6所示:图5.4.6 输出特性仿真结果④Vbb对输出特性的影响仿真结果如图5.4.7所示:图5.4.7 Vbb对输出特性影响的仿真结果⑤温度对输出特性的影响温度设置为-50,0,27,100度后仿真结果如图5.4.8所示:图5.4.8 温度对输出特性的影响的仿真结果五、结型场效应晶体管1、实验电路图如图5.5.1所示:图5.5.1 结型场效应晶体管实验电路图2、实验内容①输出特性分析参数设置如图5.5.2所示:5.5.2 输出特性分析参数设置图5.5.3 输出特性分析仿真结果②转移特性分析参数设置如图5.5.4所示:图5.5.4 转移特性分析参数设置图5.5.5 转移特性分析仿真结果。
半导体实验报告

半导体实验报告一、实验目的本次半导体实验旨在深入了解半导体材料的特性和相关器件的工作原理,通过实验操作和数据测量,掌握半导体物理性能的测试方法,以及分析和解决实验中遇到的问题。
二、实验原理(一)半导体的导电特性半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电导率会随着温度、杂质浓度等因素的变化而发生显著改变。
这是由于半导体中的载流子(电子和空穴)浓度受到这些因素的影响。
(二)PN 结的形成与特性当 P 型半导体和 N 型半导体接触时,会在接触面形成 PN 结。
PN 结具有单向导电性,即在正向偏置时导通,反向偏置时截止。
(三)半导体器件的工作原理以二极管为例,其核心就是 PN 结。
当二极管正向偏置时,电流容易通过;反向偏置时,只有极小的反向饱和电流。
三、实验设备与材料(一)实验设备1、半导体特性测试仪2、数字示波器3、电源4、恒温箱(二)实验材料1、硅二极管若干2、锗二极管若干3、不同掺杂浓度的半导体样品四、实验步骤(一)测量二极管的伏安特性1、将二极管接入测试电路,缓慢改变施加在二极管两端的电压,从正向 0V 开始,逐步增加到较大的正向电压,然后再从 0V 开始,逐步增加到较大的反向电压。
2、记录不同电压下通过二极管的电流值。
(二)研究温度对二极管特性的影响1、将二极管放入恒温箱,设置不同的温度(如 20℃、50℃、80℃等)。
2、在每个温度下,重复测量二极管的伏安特性。
(三)测量半导体样品的电阻随温度的变化1、用四探针法测量半导体样品在不同温度下的电阻值。
2、记录温度和对应的电阻值。
五、实验数据与结果(一)二极管伏安特性1、硅二极管正向特性:在较低的正向电压下,电流增长缓慢;当电压超过一定阈值后,电流迅速增加。
反向特性:反向电流很小,且随着反向电压的增加基本保持不变,直到达到反向击穿电压。
2、锗二极管正向特性:与硅二极管相比,正向导通电压较低。
反向特性:反向饱和电流较大。
(二)温度对二极管特性的影响随着温度升高,二极管的正向导通电压降低,反向饱和电流增大。
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1实验目的
了解、熟悉半导体器件测试仪器,半导体器件的特性,并测得器件的特性参数。
掌握半导体管特性图示仪的使用方法,掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法;
测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下(磁场、霍尔电流)下的霍尔电压,并根据实验结果全面分析、讨论。
2实验内容
测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线,根据图示曲线计算晶体管的放大倍数;
测量霍尔元件不等位电势,测霍尔电压,在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。
3实验仪器
XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置。
4实验原理
4.1三极管的主要参数
4.1.1 直流放大系数
共发射极直流放大系数β
β=-( 4-1)
(I I)/I
C CEO B
时,β可近似表示为
当I I
C CEO
β=( 4-2)
I/I
C B
4.1.2 交流放大系数
共发射极交流放大系数β定义为集电极电流变化量与基极电流变化量之比,即
CE C
B
v i i β=∆=∆常数
( 4-3)
4.1.3 反向击穿电压
当三极管内的两个PN 结上承受的反向电压超过规定值时,也会发生击穿,其击穿原理和二极管类似,但三极管的反向击穿电压不仅与管子自身的特性有关,而且还取决于外部电路的接法。
4.2霍尔效应
霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应,从本质上讲,霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积,从而形成附加的横向电场。
图4-1 霍尔效应示意图
如图4-1所示,磁场B 位于Z 的正向,与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流s
I (称为控制电流或工作电流),假设载流子为电子(N 型半导体材料),
它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。
由于洛伦兹力L f 的作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转,并使B 侧形成电子积累,而相对的A 侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力E f 的作用。
随着电荷积累量的增加,E f 增大,当两力大小相等(方向相反)时,L f =-E f ,则电子积累便达到动态平衡。
这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场H E ,相应的电势差称为霍尔电压H V 。
图4-2 霍尔元件测量磁场电路图
霍尔元件测量磁场的基本电路如图4-2所示,将霍尔元件置于待测磁场的相应位置,并使元件平面与磁感应强度B 垂直,在其控制端输入恒定的工作电流s I ,霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表,测量霍尔电势H V 的值。
5图示仪的工作原理
晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y 方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。
晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理,将上述单元组合,实现各种测试电路。
阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流,为被测晶体管提供偏置;集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压,可根据不同的测试要求,改变扫描电压的极性和大小;示波器工作在X-Y 状态,用于显示晶体管特性曲线;测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。
其原理图如图5-1所示。
图5-1 图示仪的工作原理图
图5-1中,R B 、E B 构成基极偏置电路。
当B
BE E V 时,/B B BE B I E V R =-()基
本恒定。
晶体管C-E 之间加入锯齿波扫描电压,并引入小取样电阻RC ,加到示
波器上X 轴Y 轴电压分别为:
X CE CA AC CA C C CA V V V V V I R V ==+=-≈
( 5-1)
·Y C C C V I R I =-∝-
( 5-2)
I B 恒定时,示波器屏幕上可以看到一根。
I C -V CE 的特征曲线,即晶体管共发射极输出特性曲线。
为了显示一组在不同I B 的特征曲线簇I CI =φ应该在X 轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时,使I B 也有一个相应的变化。
应将E B 改为能随X 轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。
每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流,这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。
如此,绘出I CO =φ(I BO ,V CE )曲线与I C1=φ(I B1,V CE )曲线。
6 实验步骤
6.1图示仪测晶体管特性
(1) 按下电源开关,指示灯亮,预热15分钟后,即可进行测试。
(2)调节辉度、聚焦及辅助聚焦,使光点清晰。
(3) 将峰值电压旋钮调至零,峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。
(4) 对X 、Y 轴放大器进行10度校准。
(5)调节阶梯调零。
(6)选择需要的基极阶梯信号,将极性、串联电阻置于合适挡位,调节级/簇旋钮,使阶梯信号为10级/簇,阶梯信号置重复位置。
(7)插上被测晶体管,缓慢地增大峰值电压,荧光屏上即有曲线显示。
(8)逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线.读出X 轴集电极电压V ce =1V 时最上面一条曲线(每条曲线为20μA ,最下面一条I B =0不计在内)I B 值和Y 轴I C 值,可得
C FE B
I h =
(6-1)I
若把X 轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置,即可得到电流放大特性曲线。
即:
(62)C B
I I β∆=
-∆
6.2霍尔效应
(1)断开励磁线圈电流,调节霍尔控制电流I CH=10.00mA,测量霍尔元件不等位电势。
首先短路中间电压表的正负输入,调节调零电位器使电压显示00.00mV。
然后断开励磁电流,调节霍尔元件离开电磁铁以免电磁铁剩磁影响测量数据。
最后调节霍尔控制电I CH=10.00mA,连接好电压表和霍尔输出接线柱,记录数据V13(控制电流从霍尔元件的1端流向3端)和V31(控制电流从霍尔元件的3端流向1端);
(2)测量霍尔电压,调节电磁励磁电流I M=400mA,对于Si材料,霍尔控制电流I CH=1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA。
测量霍尔电压V,然后绘I CH-V H曲线,验证线性关系。
首先连接好实验装置与电源的连线。
调节霍尔元件在气隙里的位置,角度,使显示的数据最大。
然后调节励磁电流I M=400mA,依次改变励磁电流方向,改变霍尔控制电流方向,然后记录;
(3)对于Si材料,调节霍尔控制电流I CH=10.00mA,调节电磁铁励磁电流I M=50,100,200…1000mA测量霍尔电压,然后绘制I M-V H曲线,验证线性关系的范围,分析气隙磁场,在电磁励磁电流I M=800mA,I M-V H直线下跌的原因。
首先连接好实验装置与电源的连线,然后调节霍尔元件在气隙的位置,角度,使显示的数据最大。
然后调节霍尔控制电流I CH=10.00mA,依次改变励磁电流方向,改变霍尔控制电流方向。
最后记录实验结果。
7数据记录
7.1晶体管实验数据
表7-1是晶体管实验测量的
I与β数值。
B
表7-1 与β测量值
由表7-1可以作出
I与β关系坐标图,如图7-1所示:
B
图7-1
I与β关系坐标图
B
从数据和图可以看出:
(1)β不是一个常数,但是在一定的范围内可以近似为一个常数,由我们这组的数据可以看出,在β在50~500A
μ时,β可以认为是一个常数;
(2)
I过大和过小情况下,β值都会变小。
B
因此,当我们使用三极管时,应该尽量使三极管的输入电流在合理的范围内。
7.2 霍尔效应实验数据
表7-2是霍尔效应实验测量的数据。
表7-2 霍尔效应实验数据(M I =400mA )
由表7-2可以作V H -I CH 关系图,如图7-2所示:
图7-2 V H -I CH 关系图
由图求得斜率K1=2.4675,据式H H s V K I B =可求出KH=12.82mV/T*mA ,再根据/1/H H K R d ned ==可计算载流子浓度n 。
表7-3为V H -I M 相关数据,
表7-3 V
-I(I=10.00mA)
)
根据表7-3做出V H-I M图,如图7-3所示:
图7-3 V H-I M关系图
实验结论:
1、当霍尔电压保持恒定,改变励磁电流时,测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加,通过作图发现二者之间也满足线性关系;
2、当励磁电流保持恒定,改变霍尔电流时,测量得到的霍尔电压随霍尔电
流的增加而增加,通过作图发现二者之间满足线性关系。
8 实验心得。