大学物理实验报告23——PN结温度传感器特性.docx

天津大学
物理实验报告
姓名：专业：班级：学号：
实验日期：实验教室：指导教师：
【实验名称】PN结物理特性综合实验
【实验目的】
在室温时，测量PN结电流与电压关系，证明此关系符合波耳兹曼分布规律
在不同温度条件下，测量玻尔温装置上温度计读数，待TIP31三极管温度处于恒定时（即处于热平衡时），才能记录U
1
和U数据。
2
本实验，TIP31型三极管温度可采用的范围为0-50C。
仪器具有短路自动保护，一般情况集成电路不易损坏，但请勿将二极管保护装置拆除。
(5)
【数据记录】（数据仅供参考）
1、I—U关系测定。室温条件下：°=，°=，°=
cbe12
(5)
U(V)
1







U(V)
2







U(V)
1







U(V)
2







2、电流I=100uA时，U-T关系测定。be
R/Q
T
9/0C
T/K
U/Vbe
















































【数据处理】
1、曲线拟合求经验公式，计算玻尔兹曼常数：
根据要求用最小二乘法处理数据，假设PN结电流和电压的关系满足I=Iexp(eU/kT)，所以先要
0
对公式I=Iexp(eU/kT)进行线性化处理。
0
由于U2和I是线性关系，即I=A*u2,A可视为微小电流转换为电压的转换系数。首先以$替换I,公
式变化为AU=Iexp(eU/kT)
201
两边取对数：InU=InI+eU/kT-lnA,
201
令：lnU2=y,U1=x,lnIo-lnA=,e/Kt=b
上式变化为：y二a+bx
(5)
a=y-bx_
根据最小二乘法的计算公式：
b=xy—x-y
r=
j—
xy-x-y
(P27页)
b
x2一(x)2
■v(x2
-x2)(y2-y2)
x=1工x,nii=1
x2=-!-工x2,nii=1
y=-工y,ki
i=1
xy=丄工xyn
i=1
列表计算：（双击该表可见计算过程