PN结正向压降温度特性实验仪研究与应用

"DHPN-1型PN结正向压降温度特性试验仪是一种用于研究PN结正向压降随温度变化关系的实验设备。该实验仪由杭州大华科教仪器研究所和杭州大华仪器制造有限公司研制，适用于教育和科研领域，帮助用户理解PN结作为温度传感器的特性和应用。 在众多的温度传感器类型中，PN结温度传感器因其高灵敏度、良好线性、快速热响应和小巧的体积而受到青睐。尽管PN结传感器的工作温度范围相对较窄，通常在-50℃至150℃之间，但这并未减弱其在特定领域的应用价值。通过改进和开发，这一局限性有望得到改善。 实验的主要目的是让学生或研究人员： 1. 了解PN结正向压降与温度变化的基本关系，即著名的Shockley diode方程。这个关系描述了在恒定正向电流下，PN结的正向电压随温度的变化。 2. 实际操作中，绘制PN结正向压降与温度的曲线，从而确定传感器的灵敏度以及PN结材料的禁带宽度。禁带宽度是半导体材料的重要参数，影响着其导电性能。 3. 学习如何利用PN结进行温度测量，掌握这种温度传感技术的应用。 实验基于理想PN结的电流-电压特性，其中正向电流IF和正向压降VF的关系可以近似表示为指数形式。通过数学处理，可以得出正向压降仅与温度相关的线性表达式。然而，实际中由于Vn1项的存在，会导致一定的线性误差。通过比较理想线性响应和实际响应，可以计算出理论偏差，从而更好地理解和优化PN结温度传感器的性能。 实验过程包括计算和数据分析，通过观察和分析PN结在不同温度下的电压变化，可以深入理解半导体物理中的基本概念，并为温度测量技术提供实践经验。对于电子工程和物理学的学生来说，这样的实验提供了理论与实践相结合的机会，有助于培养他们在半导体器件和温度传感技术方面的专业技能。"