一、實驗題目：pn結與二極體
二、實驗目的：
1、對半導體二極體的伏安特性有一些感性認識，測繪二極體伏安特性曲線；
2、了解pn結正向壓降隨溫度變化的基本關係，了解pn結測溫原理；測繪pn結正向壓降隨溫度變化的曲線。
三、實驗原理：
1、晶體二極體的導電特性
晶體二極體無論加上正向電壓或者反向電壓，當電壓小於一定數值時只能通過很小的電流，只有電壓大於一定數值時，才有較大的電流出現，相應的電壓可以稱為導通電壓。正嚮導通電壓小（鍺管約0.3v，矽管約0.
5v）,反嚮導通電壓（又稱「擊穿電壓」，「耐壓」）相差很大（幾伏到幾百伏）。當外加電壓大於導通電壓時，電流按指數規律迅速增大，此時，歐姆定律對二極體不成立。在這次實驗中，就是要用伏安法測繪晶體二極體的正向、反向導電特性曲線。
測量電路如下：
注：學生只做外接法
2、pn結正向壓降隨溫度變化的變化。
pn結溫度感測器相對於其他溫度感測器說，具有靈敏度高、線性好、熱響應快、易於實現整合化等優點。pn結溫度感測器的原理如下：
pn結正向壓降(vf )是正向電流(if)和溫度(t)的函式：
其中，e是電子電荷，k是波爾茲曼常數，b是與結面積、摻雜濃度有關與溫度無關的常數，r是常數（），t是絕對溫度，vg(0) 是絕對零度時pn結材料的導帶底和價帶頂的電勢差。
上式中有兩項，線性項：，非線性項：
可以證明，在恆流供電情況下，當溫度較高（室溫）時，pn結的vf 對t的依賴關係取決於線性項，即pn結正向壓降隨溫度公升高而線性下降，這就是pn結測溫原理。
四、實驗儀器：
1、儀器記錄
電阻元件v-a特性實驗儀；pn結正向壓降特性實驗儀；加熱測溫裝置。
2、儀器使用實驗注意事項：
（一）、電阻元件v-a特性實驗儀的使用：
（1）、在測量中電流不得大於2 ma.
（二）、pn結正向壓降特性實驗儀的使用：
（1）、儀器的連線較多，芯線較細，所以要注意使用，不可用力過猛。
（2）、除加**無極性區別外，其餘都有極性區別，連線時不要接反。特別注意，加**絕對不要接錯位置，否則一定會損毀儀器的。
（3）、加熱裝置溫度不要超過100oc,長期過熱使用，會造成連線線老化。
（4）、使用完畢後切斷電源。
五、實驗內容和步驟：.
1、測定正向特性曲線
依照圖1，正確連線線路後，開啟電源開關，將電源電壓調至很小，逐步減小限流電阻，直到毫安表顯示1.9999ma為止，記下相應的電流和電壓。然後調節電源或限流電阻，將電壓表的後兩位讀數調成0，記錄電壓，電流。
以後按每降低0.0100v測一次資料，直到伏特表的讀數為0.5500v為止。
正向電流不用修正。
2、測定反向特性曲線
依照圖2，正確連線線路後，接通線路開關，將電源電壓調至最大，逐步減小限流電阻，直到毫安表顯示1.9999ma為止，記下相應的電流和電壓。然後調節電源電壓或者限流電阻，在將電流調節為1.
8006，1.6006，1.4006、……….
ma的情況下，記錄相應的電壓；其中0.0006ma為伏特計的電流，記錄電流時應該自行減去。
3、測繪pn結正向壓降隨溫度變化的曲線。
（1）加熱裝置上共有兩組連線線，側向引出一組線，是加**，共有兩根芯線，與pn結正向壓降特性實驗儀面板上的（加熱電流輸出端子）「12」端子相連（可以不計正負）；特別注意，加**絕對不要接錯位置，否則一定會損毀儀器的。
另一組從頂部引出，共六根芯線；
其中兩根(有一根是黃色)自成一組，是測溫訊號線，黃色為正，黑色為負，與面板的「5」（溫度感測器輸入端子）端子的正負相連（正負不能接錯；
另外四根和「8」（pn結導通電流if輸出端子 ） ，「9」 （pn結電壓輸入端子）端子的正負相連（紅正黑負正負不能接錯）。
（2）將控溫電流旋鈕旋到最小位置，開啟測量儀的電源，記錄室溫ts ;
(3)按下「if」」鍵，將if調到50微安；按下「vf」鍵， 記錄vf ，按下「△v」鍵，將△v調到零。
（4）將加熱電流調到350ma，觀測△v的變化，△v每改變10 mv讀取一組△v、t值，直至溫度達到100 oc為止。
pn結正向壓降實驗儀面板：
圖中：1、pn結溫度測量顯示； 2、pn結△v，vf if測量顯示 3、加熱電流顯示
5、溫度感測器輸入端子； 6、pn結導通電流if調節旋鈕； 7、△v調零旋鈕；
8、pn結導通電流if輸出端子 9、pn結電壓輸入端子；10、△v，vf if顯示選擇開關
11、加熱電流調節旋鈕；12、加熱電流輸出端子
六、資料記錄：
1、二極體的正向特性
** 1
2、二極體的反向特性
ma表外接時二極體的反向特性
ma表內接時二極體的反向特性
3、pn結正向壓降隨溫度的變化
實驗室起始溫度：ts = ℃
工作電流：ifa
起始溫度時的正向壓降vfmv
七、資料處理：
1、作出晶體二極體的伏安特性曲線圖[正向，反向]；
2、作出pn結正向壓降隨溫度變化的曲線圖。
八、實驗結論與討論：
九：問答題：
1、為什麼反向伏安特性曲線要進行電流修正?
2、在上述實驗中,為何要將電壓表內接, 若將電流錶內接有何不便? 已知電流錶內阻約為98。
3、在正向特性曲線中，為何要將電壓表的最後一位調為零？能否將反向特性曲線實驗中的電壓表最後一位讀數都調為零？（結合實驗資料回答）
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