大学物理实验PN结正向压降与温度特性的研究实验报告(完整) 下载本文

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42.9 47.3 51.7 56.3 60.8 65.2 69.7 74.2 78.7 83.1 87.6 92 96.6 101.1

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

80.6 74.2 70.2 66.2 61.4 57.4 52.2 48.6 43.1 39.5 34.6 29.7 25.1

升温:

Y = A + B * X

Parameter Value Error

------------------------------------------------------------ A 46.46894 0.18884 B -2.24336 0.00281

------------------------------------------------------------ R SD N P

------------------------------------------------------------ -0.99999 0.27585 18 <0.0001

?(mv)0-20-40-60-80-100-120-140-160-180-2002030405060708090 B Linear Fit of Data1_B100110 升温/C??2.24mV/C 灵敏度S?-2.24336mV由图线可知,

oo T(oC)Vg(0)?VF(273.2K)?S??T?(601?46)?(?2.24)?(?273.2)mV?1259mV?1.26V

Eg?qVg(0)?1.26eV

与公认值Eg?1.21eV比较,相对误差为0.05eV

?Eg(0)?|

1.26-1.21|?4%

1.21降温

Y = A + B * X

Parameter Value Error

------------------------------------------------------------ A 225.79224 0.96927 B -2.20463 0.0148

------------------------------------------------------------

R SD N P

------------------------------------------------------------ -0.99966 1.35582 17 <0.0001

------------------------------------------------------------

T(oC)1801601401201008060402002030405060708090 C Linear Fit of Data1_C100 降温/C??2.20mV/C 灵敏度S?-2.20463mV由图线可知

oo ?(mv)Vg(0)?VF(273.2K)?S??T?(601?180?226)?(?2.20)?(?273.2)mV?1.25V

Eg?qVg(0)?1.25eV

与公认值Eg?1.21eV比较,相对误差为0.04eV

?Eg(0)?|

1.25-1.21|?3%

1.21五、结果分析:

灵敏度:

S?-2.24336mV/oC??2.24mV/oC(升温) S?-2.20463mV/oC??2.20mV/oC(降温)

禁带宽度:

Eg?qVg(0)?1.26eV(升温)

?Eg(0)?|1.26-1.21|?4%

1.21Eg?qVg(0)?1.25eV(降温)

?Eg(0)?|1.25-1.21|?3%

1.21升温和降温的两个过程所得到的禁带宽度与标称值相当接近。所测的灵敏度也相当接近。

六、误差分析:

这次实验的误差主要来源有:

1、 仪器误差。由于仪器精度有限,所记录的?是离散变化程度不小。导致在1mV的范围

内有多个温度值。这时候,虽然默认选取第一瞬间的值,但误差仍然存在。

2、 操作误差。由于在降温的过程中,并非完全自然降温。所以在人工降温的过程中会出现

铜块上温度分布不均匀的情况,即存在温度计与PN结的温度不一致的可能。所以多了这一部分的误差。此时应该采均匀对流的自然冷却方法。

七、思考题:

1、 答:测VF(0)或VF(TR)的目的在于求禁带宽度。测量?V—T曲线而不是VF—T曲线是

因为测量?V的精度更高,更能减少仪器误差,结果更精确。 2、 答:因为T与?V并非完全线性

?V?V理想?VF??kkTTr?T?T1??Ln()r qqT1 因此,按?V的变化读取T的线性程度更好。而且T与?V在变化过程中,?V变化更稳

定,容易读取。