【正文】 （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（自然科學(xué)版）,2005,(3):111112．[5]徐兵．PN結(jié)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(shù),2011,(2):4849． [6]胡險峰,朱世國．PN結(jié)正向伏安特性曲線隨溫度的變化[J]．物理實驗,2003,23(10):69．[7]林鋼．常用電子元器件[M]．機械工業(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)的加速度計標(biāo)度因數(shù)溫度補償[J]．電子測量與儀器學(xué)報,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．教研室意見負責(zé)人簽名： 年 月 日系（部） 意 見負責(zé)人簽名： 年 月 日河西學(xué)院物理與機電工程學(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)時間指導(dǎo)地點指 導(dǎo) 內(nèi) 容學(xué)生簽名備 注實驗室明確總體任務(wù)、主體工作及最終目標(biāo)實驗室確定電路基本框架和仿真軟件實驗室分析仿真存在問題的問題實驗室簡易溫度調(diào)節(jié)器電路的組裝焊接安排實驗室查看整體電路的組裝焊接情況實驗室測試整體電路，并對輸出情況進行分析實驗室修改論文細節(jié)實驗室對論文進行第三次審閱備注：如果是幾個導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)，可加行填寫導(dǎo)師信息；可加附頁。三進行理論分析，整機電路設(shè)計。設(shè)計出一種簡易溫度調(diào)節(jié)器。設(shè)計出一種簡易溫度調(diào)節(jié)器。根據(jù)這一關(guān)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(nèi)的穩(wěn)定測量。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造（摻雜較多時容易反向擊穿）。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時，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)。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。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。穩(wěn)壓二極管是一個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。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。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。其反向恢復(fù)時間極短（可以小到幾納秒），而整流電流卻可達到幾千安培。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。二極管擊穿電壓一般在4V7V。（鍺管），（硅管）。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。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個PN結(jié)兩個引線端子，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。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。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。參考文獻：[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（自然科學(xué)版）,2005,(3):111112．[5]徐兵．PN結(jié)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(shù),2011,(2):4849． [6]胡險峰,朱世國．PN結(jié)正向伏安特性曲線隨溫度的變化[J]．物理實驗,2003,23(10):69．[7]林鋼．常用電子元器件[M]．機械工業(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)的加速度計標(biāo)度因數(shù)溫度補償[J]．電子測量與儀器學(xué)報,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。并在后期進行了實物電路的搭建、焊接及調(diào)試。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。比較器采用集成運算放大器uA741，其輸入電壓為Ur和Ux。該溫度調(diào)節(jié)器在30min內(nèi)，控溫精度約為0C。調(diào)節(jié)RP1,可使流過V的電流保持在50uA左右。 電路的實現(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、換能器以及溫度補償器等。當(dāng)T=T 1 IF=IF1,時，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。(3) 自熱特性溫敏二極管工作時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。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。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現(xiàn)對溫度的檢測。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)系的另一種表達方式。Eg0是指溫度為0K時材料的禁帶寬度，其單位為eV。由于砷化鎵溫敏二極管的磁靈敏度低，因此常常用于強磁場下的低溫測量。本文重點討論并搭建了PN結(jié)型半導(dǎo)體測溫傳感器。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。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。在一個固定的電路中，影響晶體管工作點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，影響其工作點發(fā)生變化的主要因素是溫度。常用的方法是限制PN結(jié)上的功耗或通過加散熱片，強制風(fēng)等手段，及時地把PN結(jié)上的熱量散發(fā)出去。一般來說，擊穿電壓小于6V時所發(fā)生的擊穿為齊納擊穿，擊穿電壓高于6V時所發(fā)生的擊穿為雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓增大到一定值時，勢壘區(qū)內(nèi)就能建立起很強的電場，它能夠直接將束縛在共價鍵中的價電子拉出來，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。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。 電擊穿按PN結(jié)反向擊穿的機理，電擊穿可分為雪崩擊穿和齊納擊穿。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。正向電壓時U為正值，反向電壓時U為負值。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)。 U—++UW’’WX1X2NP+ 圖(22) PN結(jié)反向偏置時耗盡層的變化由于勢壘的提高，使得多子的擴散運動很難進行，擴散電流為零，但由于內(nèi)建電場的增加，使P區(qū)和N區(qū)中的少子漂移運動成為主要的。當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值時，才有明顯的正向電流，這個數(shù)值的電壓稱為門檻電壓即死區(qū)電壓，記為Vth。電子、空穴不斷連續(xù)的運動便形成了電流，其方向有P區(qū)指向N區(qū)。一旦進入空間電荷區(qū)勢必中和一部分正離子和負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（21）所示。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。勢壘區(qū)兩側(cè)半導(dǎo)體的少子進入勢壘區(qū)時，勢壘區(qū)的電場使這些少子做定向移動，使P區(qū)的電子進入N區(qū)，使N區(qū)的空穴進入P區(qū)。同理，電子將越過分界面自N區(qū)像P區(qū)擴散，而在N區(qū)留下不能移動的正離子，電子進入P區(qū)也很快被復(fù)合。這種雜質(zhì)半導(dǎo)體以空穴導(dǎo)電為主，空穴是多數(shù)載流子（即多子），而自由電子是少數(shù)載流子（即少子）。 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價元素硼，鋁，或銦等。砷原子有5個價電子，其中有4個與相鄰的鍺原子結(jié)合形成共價鍵，余下的一個不在共價鍵內(nèi)，砷原子對它的束縛力較弱，因此只需得到極小的外界能量，這個電子就可以掙脫砷原子的束縛而成為自由電子。T為熱力學(xué)溫度；K為波爾