【正文】 同上述過程類似。 2 二極管的特性 正向特性 PN結加正向偏置時，由于外加電壓與 PN結的內建電場方向相反，從而使內建電場消弱，這就打破了原有的平衡狀態(tài)，使 P區(qū)和 N區(qū)的多子向空間電荷區(qū)移動。在無外加電壓的情況下，兩種運動所形成的電流大小相等，方向相反， PN結中建立起動態(tài)平衡。這一電場將阻止空穴和電子擴散，正負電荷存在的區(qū)域即為勢壘區(qū)。在 PN結中 P區(qū)空穴密度高于 N區(qū)，空穴將越過交界面由 P區(qū)像 N區(qū)移動（即擴散），空穴由 P區(qū)擴散到 N區(qū)后，便會被復合。由于 3價雜質的原子很容易接受價電子，所以稱這種物質為“受主雜質”。由于砷原子很容易貢獻出一個自由電子，所以像砷這樣的雜質成為“施主雜質”，這種雜質半導體以自由電子導電為主，自由電子是多數(shù)載流子（即多子），而空穴是少數(shù)載流子（及少子）。若在鍺晶體中摻入少量的砷原子，如圖（ 11）所示，摻入的砷原子取代了某些鍺原子的位置。 本征載流子濃度可以用下面的公式表示： Ni=Pi kTEeAT g223 0?? () 式中 Ni表示本征半導體中電子的濃度； Pi表示本征半導體中空穴的濃度； A是和半導體材料有關的常數(shù)，硅材料為 ?1016cm∕ 3K3/2 鍺材料為 ?1016cm∕ 3K3/2 ； Eg0為 0K時半 導體材料的帶隙能量，硅材料的 Eg0為 ，鍺材料的； Eg0為 。顯然激發(fā)過程使電子空穴對增加，而復合又是電子空穴對減少。半導體材料的帶隙能量是在 1eV(1eV是一個電子由于 1V的電場加速而產(chǎn)生的能量， 1eV=?1019J)左右，絕緣材料的帶隙能量 Eg在 3― 6eV，而絕 4 大多數(shù)導體的價帶和導帶重合，即沒有禁帶存在，因此這三種物質的導電能力不同。因此把自由電子和空穴都稱為載流子。 自由電子可以在晶格中運動，它是帶負電的粒子，因此它的運動可以產(chǎn)生電流。 當溫度升高時，有些原子中的價電子獲得足夠的能量，可以克服共價鍵的束縛，跑到晶格中，成為可以在晶格中自由運動的自由電子，而在原共價鍵中出現(xiàn)了一個空位置，成為空穴。導電載流子以電子為主的半導體成為電子型半導體（即 N型半導體），導電載流子以空穴為主的半導體稱為空穴型半導體（即 P型半導體）。 1 半導體材料的基本情況 二極管 是 一個由 P型半導體和 N型半導體形成的 PN結 。根據(jù)這一關系，可以利用二極管進行溫度檢測，并且相繼研制出了專用的砷化鎵和硅敏二極管，現(xiàn)已廣泛用于 50℃ ~+150℃范圍內的穩(wěn)定測量。由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機的檢波等。二極管種類有很多，按照所用的半導體材料，可分為鍺二極管（ Ge 管）和硅二極管（ Si 管）。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。在其界面的兩側形成 空間電荷 層，構成自建 電場 。simple thermostat 0 引言 二極管是最常用的電子元件之一， 它 最大的特性就是單向導電 性 ，也就是 當外加正向偏置電壓下 電流只可以從二極管的一個方向流過，二極管 可以應用于 整流 電路、檢波電路 、 穩(wěn)壓電路 、 各種調制電路，其原理都很簡單，正是由于二極管等元件的 發(fā)明，才有 我們現(xiàn)在豐富多彩的電子信息世界的誕生 。通過運用 multism 仿真軟件，對整體電路及其關鍵性指標進行了模擬和優(yōu)化設計，并搭建實現(xiàn)了實物電路。在影響二極管的諸多因素中，溫度對其的影響是不容忽視的。借用數(shù)字模擬平臺 multism對整體電路進行仿真， 結 果表明 有些 指標 還存在一定的問題 ， 但 基本達到設計要求，具有可行性。 經(jīng)過分析，本人認為理解和把握 簡易溫度調節(jié)器 的內部組成、工作流程是 關鍵； 弄清楚集成運算放大器在電路中的作用 是突破 口 ；而借助 multism仿真平臺來模擬電路的工作過程和輸出波形，是實現(xiàn)上述設計目的有力保障。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 uA741的輸出按差分電壓的變化而變化，并驅動由晶體管構成的電流控制器，控制加熱器加熱。 在查閱大量文獻的基礎上，率先進行 簡易溫度調節(jié)器 電路的理論分析和設計。 主要參考資料和文獻 [1]童詩白 ． 模擬電子技術基礎 （第三版） [M]． 北京高等教育出版社 ,2020． [2]周淑閣 ,付文紅 ,碩力更 ． 模擬電子基礎 [M]． 高等教育出版社 .2020． [3]劉杰 ． PN 結物理特性研究中的問題及處理 [J]． 北京電力高等 ?？茖W校學報 .2020,(11)． [4]王治昆 ,于旭東 ． PN 結傳感原理線性化分析 [J]． 河北建筑科技學院學報（自然科學版） ,2020,(3):111112． [5]徐兵 ． PN 結正向壓降溫度特性實驗的幾點改進措施 [J]． 計量與測試技術 ,2020,(2):4849． [6]胡險峰 ,朱世國 ． PN 結正向伏安特性曲線隨溫度的變化 [J]． 物理實驗 ,2020,23(10):69． [7]林鋼 ． 常用電子元器件 [M]． 機械工業(yè)出版社 ,2020． [8]楊棧云 ,李世文 ,王俊惠．電子器件從原理分析到故障檢修及系統(tǒng)應用 [M]．科學出版社 ,2020． [9]蘇中 ,李擎 ． 基于仿真技術的加速度計標度因數(shù)溫度補償 [J]． 電子測量與儀器學報 ,2020,18(4):2528． [10]劉篤仁 ,韓保君 ,劉勒 ． 傳感器原理及應用技術（第二版） [M]． 西安電子科技大學出版社 ,2020． 指導教師意見： 簽 名： （親筆簽名） 年 月 日 教研室意見 負責人簽名： 年 月 日 學 院 意 見 負責人簽名： 年 月 日 目 錄 二極管的溫度特性及應用實例研究 ..............................................................................................1 0引言 .........................................................................................................................................1 1半導體材料的基本情況 .............................................................................................................3 本征 半導體 ...................................................................................................................3 摻雜半導 體 ...................................................................................................................4 N型半導體 .........................................................................................................4 PN結 ............................................................................................................................5 2二極管的特性 ...........................................................................................................................6 正向特性 ......................................................................................................................6 反向特性 ......................................................................................................................7 二極管的擊穿問題 ........................................................................................................9 電擊穿 ...............................................................................................................9 熱擊穿 ...............................................................................................................9 3溫度的影響 ............................................................................................................................ 10 ...................................................................................... 10 ...................................................................................... 11 4應用 ....................................................................................................................................... 11 溫敏二極管及其應用 ................................................................................................... 11 工作情況簡介 ................................................................................................... 11 幾個關鍵性指標 .......................................................................................................... 12 電路的實現(xiàn) ................................................................................................................. 14 電路的搭建 ...................................................................................................... 14 電路的仿真 ...................................................................................................... 15 電路的調試 ...................................................................................................... 16 5結論 ....................................................................................................................................... 17 參考文獻： ............................................................................................................................... 18 致 謝 ................