实验43-PN结正向电压温度特性实验指导书

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1、PN结正向电压温度特性实验指导1实验目的1）了解PN结正向电压随温度变化的基木规律。2）掌握用计算机测绘恒流条件下PN结正向屯压随温度变化的关系曲线。3）确定PN结的测温灵墩度。2实验相关仪器500型科学工作室接口、电压放大器、恒流源、计算机、PN结、数字万用电表、温度传感器、电压传感器、加热装置、导线等。3实验内容和教学要求3.1实验内容1）了解PN结正向电压随温度变化的基本规律。2）用计算机测绘恒流条件下PN结正向电压随温度变化的关系曲线。3）PN结正向压降温度特性的测定。4）正确撰写相关实验报告。3.2教学要求1）了解PN结半导体器件的工作原理。2）按原

2、理图正确连接并自查电路，取1=2.5inA,电压放大器的放大倍数n取10倍左右O3）培养学生会较熟练地使用500型科学工作室，会用实验计算机来设定非线性输入输出的用户自定义传感器的齐项参数。4）培养学生运用计算机进行综合物理实验的能力。5）正确记录实验各相关数据，经任课教师检查签名后，方可关闭电源、整理仪器。4重点与难点1）按原理图正确连接并自查屯路。2）恒流源与电压放大器的使用。3）PN结正向压降温度特性的测定。4）熟练使用500型科学工作室，会正确设置相关传感器的各项参数。5）培养学生运用计算机进行综合物理实验的能力。5难点指导5.1正确连接电路按原理图连

3、接好电路，注意仪器上标示的“+”方向，若无标示，则按红色接线柱为“+”，黑色接线柱为”的原则连线，自查电路并确保正负极连线正确。5.2恒流源与电压放大器的使用在开启恒流源开关前，需确保恒流源未空载（即：屯路已连接完必），电流调节开关需逆时针旋转至零，调节量程开关至适当档位（木实验可选择20mA档），而后开启恒流源电源开关，调节电流至所须大小。注意恒流源切不可空载操作。开启电压放大器电源开关，调整其放大倍数约10倍左右。用500型接口分别测出PN结两端的电压（即：放大器输入端电压）W与放大器输出端电压V?（此步骤需先开启科学工作室软件，利用电压传感器读出被测电压

4、的现时值，即是所测电压值），计算出放大器的放大倍数n（n=%）。5.3正确设置500型科学工作室相关传感器的各项参数接口的连接：500型科学工作室接口B插入电压传感器，传感器另一•端红色和黑色插头分别接入放人器输出端的正负极。500型科学工作室接口C插入温度传感器。注意:传感器连接采用梅花式插头和插座，插入时，耍对准确，看清楚箭头或Top标志，不许错位强行插入。科学工作室的开启：打开500型科学工作室接口背面电源开关（绿灯亮），双击计算机显示屏幕科学工作室小图标，计算机自动寻找科学工作室接口，当计算机自检完成,进入500科学工作室工作界面。用鼠标选中模拟插头图

5、标，压着左键不放并拖到B口，在传感器选择列表菜单窗】I中，选中用户门订传感器或电压传感器，并点击确定。同样,把模拟插头拖入CD,选屮电压传感器，点击确定。操作结果如图1所示。*14学工作室图1科学工作室界面图2B口传感器设置图B口的设置：双击图1所示B口用户自订传感器或电压传感器图标，计算机自动弹出传感器定义框后，更改齐参量如图2所示。其屮PN结电压高值处（图屮高值空白处）应输入1%的值，然后按确定即可。C口的设置：双击图1所示C口电压传感器图标，计算机自动弹出传感器定义框后,更改各参量如图3所示«实验计算机rm伏特高值M10.00010.000攻取1低俺■0

6、0-2000.000

7、低（一伕）-10.001/(0.0008253+0.0002045*ln(36000*@C.电压)+1.144*10A(-7)*(ln(36000*@C.电压))A3)-273.15险）・

8、

9、iNFqj

10、

11、开奇计鼻

12、

13、复制11刷釀图4实验计算机图3C口传感器设置图设置温度传感器的计算公式：点击科学工作室主界面“实验”下拉菜单，从下拉菜单屮选屮“计算机视窗”，然后在弹出的“实验计算机”进行传感器设置。在计算名称框中填写“温度”，简称框输入“T”，单位框输入“°C”。紧接着进行计算公式编辑（注意：只能在英文状态卜•输入公式编辑框字符），在编辑

14、框中输入计算公式（见教材）。式屮自然对数可从f（x）的标准函数取得，电压V可点击匹呵图标，下拉菜单屮选模拟通道C（电压），按回车键完成。结果如图4所示。设置数据显示方式：把二维图表拉入B或C口，坐标横轴显示温度值。坐标纵轴显示PN结正向电压（B口电压）。用鼠标点取样选项，单选项点慢，取样周期设置5秒左右。5.4PN结正向压降温度特性的测定试测：在未开启加热器电源开关的状态下，当计算机开始采集到一个数据点后（约5秒左右），即可点击“Stop”图标停止数据采集。观察这一数据点的横纵坐标：若温度显示为当时室温，P结正向电压显示为大于0小于1伏，则可开始以下步骤，否

15、则应检杳以上设置直至试测结果显示止确。