PN結(jié)物理特性的測(cè)量

圖一 PN結(jié)物理特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置全圖

伏安特性是PN結(jié)的基本特性，測(cè)量PN結(jié)的擴(kuò)散電流與PN結(jié)電壓之間的關(guān)系，可以驗(yàn)證它們遵守波爾茲曼分布，并進(jìn)而求出波爾茲曼常數(shù)的值．PN結(jié)的擴(kuò)散電流很小，為10-6～10-8 A數(shù)量級(jí)，所以在測(cè)量PN結(jié)擴(kuò)散電流的過程中，運(yùn)用了弱電流測(cè)量技術(shù)，即用運(yùn)算放大器對(duì)電流進(jìn)行電流-電壓變換。
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圖二 PN結(jié)形成示意圖
.::實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)::.
1. LF356運(yùn)算放大器介紹
??? 利用LF356運(yùn)算放大器可以組成電流-電壓變換器，如圖1所示．LF356運(yùn)算放大器是一個(gè)集成運(yùn)算放大器，Rf為反饋電阻，若Rf → ∞時(shí)，輸出電壓U0與輸入電壓Ui的比值叫做運(yùn)算放大器的開環(huán)增益K0．運(yùn)算放大器的輸入阻抗r很大，理想情況下r → ∞，可以認(rèn)為反饋電流等于信號(hào)源的輸入電流Is．Zr為電流—電壓變換器的等效輸入阻抗，因?yàn)榉答侂娏鞯扔谛盘?hào)源的輸入電流Is，輸入電流Is可以寫為
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【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
實(shí)驗(yàn)線路圖如圖1所示．在常溫和零溫（冰水混合物）下測(cè)量硅三極管發(fā)射極與基極之間的電壓U1和相應(yīng)的LF356輸出電壓U2 ．通過調(diào)節(jié)100 可調(diào)電位器改變U1的值，盡量在線性區(qū)域多測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)．根據(jù)公式（7）擬合求波爾茲曼常數(shù)kB．
.::實(shí)驗(yàn)儀器::.
【實(shí)驗(yàn)儀器】
±15V 直流穩(wěn)壓電源，TIP31型硅三極管，LF356集成運(yùn)算放大器，四位半數(shù)字萬(wàn)用表，電阻，電容，電位器，導(dǎo)線，實(shí)驗(yàn)接線板等．
TIP31型硅三極管，LF356集成運(yùn)算放大器的管腳如圖2所示．