【正文】 、硅功率開關(guān)二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。硅溫敏二極管是一種體積小、測溫準(zhǔn)確、便于集成化和多功能化的新型溫度傳感器，因而得到廣泛的應(yīng)用，它滿足測溫的特殊要求:對溫度有較高的靈敏度。 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體是純凈的半導(dǎo)體單晶?？昭ㄒ部梢赃\(yùn)動，如果其他共價(jià)鍵中的電子移動到某一空穴所在的共價(jià)鍵中，填補(bǔ)了空位，這樣就相當(dāng)于空穴移動了位置。在本征半導(dǎo)體中，與本征激發(fā)同時(shí)存在的一種現(xiàn)象稱為復(fù)合。T為熱力學(xué)溫度；K為波爾茲曼常數(shù)。 P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體的形成是在本征半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)，如3價(jià)元素硼，鋁，或銦等。同理，電子將越過分界面自N區(qū)像P區(qū)擴(kuò)散，而在N區(qū)留下不能移動的正離子，電子進(jìn)入P區(qū)也很快被復(fù)合。PN結(jié)的內(nèi)建電壓隨溫度升高而減小，通常情況下，溫度升高10C。電子、空穴不斷連續(xù)的運(yùn)動便形成了電流，其方向有P區(qū)指向N區(qū)。 U—++UW’’WX1X2NP+ 圖(22) PN結(jié)反向偏置時(shí)耗盡層的變化由于勢壘的提高，使得多子的擴(kuò)散運(yùn)動很難進(jìn)行，擴(kuò)散電流為零，但由于內(nèi)建電場的增加，使P區(qū)和N區(qū)中的少子漂移運(yùn)動成為主要的。正向電壓時(shí)U為正值，反向電壓時(shí)U為負(fù)值。 電擊穿按PN結(jié)反向擊穿的機(jī)理，電擊穿可分為雪崩擊穿和齊納擊穿。當(dāng)反向電壓增大到一定值時(shí)，勢壘區(qū)內(nèi)就能建立起很強(qiáng)的電場，它能夠直接將束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子拉出來，使勢壘區(qū)產(chǎn)生大量的電子空穴對，形成較大的反向電流，產(chǎn)生擊穿。常用的方法是限制PN結(jié)上的功耗或通過加散熱片，強(qiáng)制風(fēng)等手段，及時(shí)地把PN結(jié)上的熱量散發(fā)出去。若維持電流不變，則隨著溫度的增加，其正向電壓必然要減小。本文重點(diǎn)討論并搭建了PN結(jié)型半導(dǎo)體測溫傳感器。Eg0是指溫度為0K時(shí)材料的禁帶寬度，其單位為eV。所以，根據(jù)它們就可以制造溫敏二極管，通過對其正向電壓的測量可實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測。(3) 自熱特性溫敏二極管工作時(shí)總要通過一定的電流，因此自熱是不可避免的，會致使其結(jié)溫TJ高于環(huán)境溫度TA。 電路的實(shí)現(xiàn) 電路的搭建利用溫敏二極管的UFT關(guān)系及其自熱特性，已經(jīng)制成了各種溫度傳感器、換能器以及溫度補(bǔ)償器等。該溫度調(diào)節(jié)器在30min內(nèi)，控溫精度約為0C。隨溫敏二極管的溫度變化而變化，而比較器的輸出按差分電壓的變化而變化，并驅(qū)動由晶體管構(gòu)成的電流控制器，控制加熱器加熱。參考文獻(xiàn)：[1]童詩白．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M]．北京高等教育出版社,2003．[2]周淑閣,付文紅,碩力更．模擬電子基礎(chǔ)[M]．．[3]劉杰．PN結(jié)物理特性研究中的問題及處理[J]．,(11)． [4]王治昆,于旭東．PN結(jié)傳感原理線性化分析[J]．河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2005,(3):111112．[5]徐兵．PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn)措施[J]．計(jì)量與測試技術(shù),2011,(2):4849． [6]胡險(xiǎn)峰,朱世國．PN結(jié)正向伏安特性曲線隨溫度的變化[J]．物理實(shí)驗(yàn),2003,23(10):69．[7]林鋼．常用電子元器件[M]．機(jī)械工業(yè)出版社,2004．[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(yīng)用[M]．科學(xué)出版社,2007．[9]蘇中,李擎．基于仿真技術(shù)的加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)溫度補(bǔ)償[J]．電子測量與儀器學(xué)報(bào),2004,18(4):2528．[10]劉篤仁,韓保君,劉勒．傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)（第二版）[M]．西安電子科技大學(xué)出版社,2011． 致 謝時(shí)間如白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年就要結(jié)束了，我的論文也已順利的完成。感謝我身邊的朋友、同學(xué)，尤其是我的舍友們，謝謝你們對我的幫助，謝謝你們能夠遷就和容忍我所有的不是。極管在電路中的應(yīng)用是必不可少的，無論是做整流電路還是鉗位作用還是其他的一些作用，都會用到它。二極管擊穿電壓一般在4V7V。其反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。當(dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。但是，在電路中不是用它作整流元件，而是通過它把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時(shí)，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載流子，能通過大電流，具有低的電壓降（），稱為正向?qū)顟B(tài)。根據(jù)這一關(guān)系，可以利用二極管進(jìn)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(nèi)的穩(wěn)定測量。設(shè)計(jì)出一種簡易溫度調(diào)節(jié)器。（指導(dǎo)教師指定）[1]童詩白．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M]．北京高等教育出版社,2003．[2]周淑閣,付文紅,碩力更．模擬電子基礎(chǔ)[M]．．[3]劉杰．PN結(jié)物理特性研究中的問題及處理[J]．,(11)． [4]王治昆,于旭東．PN結(jié)傳感原理線性化分析[J]．河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2005,(3):111112．[5]徐兵．PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn)措施[J]．計(jì)量與測試技術(shù),2011,(2):4849． [6]胡險(xiǎn)峰,朱世國．PN結(jié)正向伏安特性曲線隨溫度的變化[J]．物理實(shí)驗(yàn),2003,23(10):69．[7]林鋼．常用電子元器件[M]．機(jī)械工業(yè)出版社,2004．[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(yīng)用[M]．科學(xué)出版社,2007．[9]蘇中,李擎．基于仿真技術(shù)的加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)溫度補(bǔ)償[J]．電子測量與儀器學(xué)報(bào),2004,18(4):2528．[10]劉篤仁,韓保君,劉勒．傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)（第二版）[M]．西安電子科技大學(xué)出版社,2011．教研室意見負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日系（部） 意 見負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日河西學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師指導(dǎo)畢業(yè)論文情況登記表論文題目二極管的溫度特性及應(yīng)用實(shí)例研究學(xué)生姓名陳立娟所屬學(xué)院物電學(xué)院專業(yè)物理學(xué)年級2009級指導(dǎo)教師南雅公所在單位河西學(xué)院職稱副教授學(xué)歷研究生指導(dǎo)時(shí)間指導(dǎo)地點(diǎn)指 導(dǎo) 內(nèi) 容學(xué)生簽名備 注實(shí)驗(yàn)室明確總體任務(wù)、主體工作及最終目標(biāo)實(shí)驗(yàn)室確定電路基本框架和仿真軟件實(shí)驗(yàn)室分析仿真存在問題的問題實(shí)驗(yàn)室簡易溫度調(diào)節(jié)器電路的組裝焊接安排實(shí)驗(yàn)室查看整體電路的組裝焊接情況實(shí)驗(yàn)室測試整體電路，并對輸出情況進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)室修改論文細(xì)節(jié)實(shí)驗(yàn)室對論文進(jìn)行第三次審閱備注：如果是幾個(gè)導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)，可加行填寫導(dǎo)師信息；可加附頁。三進(jìn)行理論分析，整機(jī)電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出一種簡易溫度調(diào)節(jié)器。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造（摻雜較多時(shí)容易反向擊穿）。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，成為光電傳感器件。穩(wěn)壓二極管是一個(gè)特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管，其VA特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡~穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)，由于它在電路中與適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基勢壘二極管（SchottkyBarrierDiode，縮寫成SBD）的簡稱。（鍺管），（硅管）。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。論文研究工作中的每一步，都凝結(jié)著南老師的汗水與心血。并在后期進(jìn)行了實(shí)物電路的搭建、焊接及調(diào)試。比較器采用集成運(yùn)算放大器uA741，其輸入電壓為Ur和Ux。調(diào)節(jié)RP1,可使流過V的電流保持在50uA左右。當(dāng)T=T 1 IF=IF1,時(shí)，由式（）可知，自熱溫升為 ()可見，隨著IF1的增加，自熱溫升將迅速增加；隨著T1的降低，自熱溫升將增加。圖（41）2DWM1型溫敏二極管的UFT特型(2)靈敏度特性靈敏二極管的靈敏度定義為正向電壓對溫度的變化率。如果在某已知的溫度（如室溫）T1下，工作電流為IF1那么，相應(yīng)的正向電壓UF1應(yīng)滿足式（），即 ()由式（）減去式（），整理得 ()式（）是理想二極管的正向電壓與溫度之間關(guān)系的另一種表達(dá)方式。由于砷化鎵溫敏二極管的磁靈敏度低，因此常常用于強(qiáng)磁場下的低溫測量。4應(yīng)用眾所周知，半導(dǎo)體材料和器件的許多性能參數(shù)，如電阻率、PN結(jié)的反向漏電流和正向電壓等，都與溫度有密切的關(guān)系。在一個(gè)固定的電路中，影響晶體管工作點(diǎn)的主要因素是晶體管的PN結(jié)厚度和結(jié)電容的大小的變化，但是隨著溫度的變化，晶體管PN結(jié)厚度和它的結(jié)電容大小會隨溫度的變化而變化，因此，總的來說，影響其工作點(diǎn)發(fā)生變化的主要因素是溫度。一般來說，擊穿電壓小于6V時(shí)所發(fā)生的擊穿為齊納擊穿，擊穿電壓高于6V時(shí)所發(fā)生的擊穿為雪崩擊穿。這種連鎖反應(yīng)繼續(xù)下去，使空間電荷區(qū)內(nèi)的載流子數(shù)量劇增，就像雪崩一樣，使反向電流急劇增大，產(chǎn)生擊穿，所以把這種擊穿稱為雪崩擊穿。在此需要指出的是：上述PN結(jié)的伏安特性是在理想情況下推導(dǎo)出來的，因而具有一定的局限性。反向飽和電流IS與半導(dǎo)體的材料、摻雜濃度及工作溫度有關(guān)。當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，才有明顯的正向電流，這個(gè)數(shù)值的電壓稱為門檻電壓即死區(qū)電壓，記為Vth。一旦進(jìn)入空間電荷區(qū)勢必中和一部分正離子和負(fù)離子使空間電荷量減少，空間電荷區(qū)（即耗盡層）寬度變窄（由W變?yōu)閃’），勢壘電壓也有原來的變?yōu)?，如圖（2