pn结电流与电压的关系

实验一 PN结器件电流—电压特性

一、基本原理

PN结是半导体结型器件的核心，是IC电路的最基本单元，诸多半导体器件都是由PN结组成的。最简单的结型器件是半导体二极管，根据不同场合的用途，使用不同掺杂及材料制备工艺制成多种二极管，如整流二极管、检波二极管、光电二极管（发光二极管、光敏二极管）等；三极管与结型晶体管就是由两个PN结构成的。因此深入了解与掌握PN结的基本特性，是掌握与应用晶体管等结型器件的基础。

PN结的最重要特性是单向导电性，即具有整流特性。也就是说，正向表现低阻性，反向为高阻性。若在PN结上加上正向偏压（P区接正电压、N区接负电压）则电流与电压呈指数关系，如下式 I?I0?exp??qv?? （Ⅰ） nkT??式中q是电子电荷，K是波尔兹曼常数，T是工作温度（K），V是外加电压，n是复合因子，

根据实际测量曲线求出。随着电压缓慢升高

PN结正向压降温度特性的研究

一、前言

早在六十年代初，人们就试图用PN结正向压降随温度升高而降低的特性作为测温元件，由于当时PN结的参数不稳定，始终未能进入实用阶段。随着半导体工艺水平的提高以及人们不断地探索，到七十年代时，PN结以及在此基础上发展起来的晶体管温度传感器，已成为一种新的测温技术跻身各个应用领域了。

众所周知，常用的温度传感器有热电偶、测温电阻器和热敏电阻等，这些温度传感器均有各自的优点，但也有它的不足之处，如热电偶适用范围宽，但灵敏度低、线性差且需要参考温度；热敏电阻灵敏度高、热响应快、体积小、缺点是非线性，这对于仪表的校准和控制系统的调节均感不便；测温电阻器如铂电阻虽有精度高、线性好的长处，但灵敏度低且价格昂贵；而PN结温度传感器则具有灵敏度高、线性好、热响应快和体积轻巧等特点，尤其是在温度数字化、温度控制以及用微机进行温度实时信号处理等方面，乃是其他温度传感器所不能相比的，其应用势必日益广泛。目前结型温度传感器主要以硅为材料，原因是硅材料易于实现功能化，即将测温单元和恒流、放大等电路组合成一块集成电路。美国Motorola电子器件公司在1979年就开始生产测温晶体管及其组件，如今灵敏度高达100mv/C、分辨率不低于0.

电流与电压和电阻的关系 教案

课题 §17～1 电流与电压和电阻的关系 通过实验、分析和探索过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力，学会用图像研究物理问题。 本节的内容主要是通过学生探究实验展现，让学生经历了“问题—思考—探究实验—结论”的过程，很好地体现了新课标让学生在体验知识的形成、发展过程中主动获取知识的精神，培养了学生的动手能力和观察能力。电流与电压和电阻的关系实际上就是欧姆定律，它是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。要求学生通过探究活动设计思想 得出结论，从而更进一步体验科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路中的电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。学生要通过自己的实验得出欧姆定律，但最关键的又是实验方法，学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。 学生已具备一定的动手实验能力和运用所学知识解决简单实际问题的能力，已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。本节课是在前面学习了“电流”、“电压”、“电学情

4.27 PN结正向压降与温度关系的研究和应用

常用的温度传感器有热电偶、测温电阻器和热敏电阻等，这些温度传感器均有各自的优点，但也有它们的不足之处，如热电偶适用温度范围宽，但灵敏度低、且需要参考温度；热敏电阻灵敏度高、热响应快、体积小，缺点是非线性，且一致性较差，这对于仪表的校准和调节均感不便；测温电阻(如铂电阻)有精度高、线性好的优点，但灵敏度低且价格较贵；而PN结温度传感器则有灵敏度高、线性较好、热响应快和体小轻巧易集成化等优点，所以PN结温度传感器的应用日益广泛。但这类温度传感器的工作温度一般为-50℃-150℃，与其它温度传感器相比，测温范围的局限性较大，有待于进一步改进和开发。本实验就是研究PN结正向压降及其与温度的关系的。

4.27.1 实验目的

(1)了解PN结正向压降随温度变化的基本性质。

(2)在恒定正向电流条件下，测绘PN结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度及被测PN结材料的禁带宽度。

(3) 学习用PN结测量温度的方法。 4.27.2 实验原理

理想的PN结的正向电流IF和正向压降VF存在如下近似关系式：

IF?Isexp(qVF) (4-127)

篇一：电流跟电压电阻的关系教学反思

电流跟电压电阻的关系教学反思

在《电流跟电压电阻的关系》一节的教学中，我采取了探究的方式。通过这一节的教学，使我深受启发。

在以往的教学中，我常常采取讲授式的方法进行教学，在我的思想深处一直认为 教师讲的要比学生说的明白。但是通过本节课的教学，使我真正体会到了学生经历探究过程的重要性。

本节课主要研究了电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系。在研究电流跟电压的关系时，首先，我让学生设计了电路图，学生发言非常积极勇跃，争先恐后地上黑板画图，学生画出了如下的五种图形，我没有想到学生思维如此开阔。

接着，我和学生一起分析采用哪个图更合适，学生各抒已见。有的同学认为，以上五个图都可以，因为R两端的电压和通过R的电流都可以测出来。有的同学认为要研究电流跟电压之间的关系，就必须能够改变R两端的电压和通过它的电流，而第一、二两个图不能完成这一任务。有的同学认为，虽然第三、四两个图可以改变电阻R两端的电压，但不一定能使R两端的电压成倍的变化，不利于研究电流跟电压之间的关系。最后一致认为，第

一、二两个图不能改变电压和电流，就不能研究电流跟电压的关系，第三、四两个图可以改变电阻R两端的电压，但不一定能使R两端的电压成倍的变化，只有第五个图能

电流跟电压和电阻的关系练习

1．某同学在做研究导体中的电流跟电压、电阻关系的实验时，得到两组实验数据：

表一：

表二：

（1。

（2）分析表二数据可以得到的结论是_________________________________________。

2．甲、乙两个电阻的阻值分别为10Ω和40Ω，将它们先后接在同一电源上，通过甲的电流强度为0.6 A，则通过乙的电流强度为

A．0.6 A B．2.4 A C．0.15 A D．以上答案均不对

3．一导体接在某电路中，如果把加在该导体两端的电压变为原来的两倍，则该导体的电阻和通过它的电流将

A．都增加为原来的两倍 B．电阻不变，电流变为原来的2倍 C．电阻不变，电流变为原来的1/2 D．电阻、电流都不变

4．将某导体接在电压为16V的电源上，通过它的电流为0.4A。现在把该导体换成阻值是其四倍的另一导体，则电路中的电流为

A．0.1A B．0.4A C．0.8A D．1.6A

5．有Ｒ１和Ｒ２两个电阻，Ｒ１＞Ｒ２，将它们分别接在同一个电源上，通过它们的电流分别是Ｉ１和Ｉ２，则Ｉ１与Ｉ２之间的大小关系是

Ａ．Ｉ１＝Ｉ２ Ｂ．Ｉ１＞Ｉ２ Ｃ．Ｉ１＜

电流跟电压和电阻的关系练习

1．某同学在做研究导体中的电流跟电压、电阻关系的实验时，得到两组实验数据：

表一：

表二：

（1。

（2）分析表二数据可以得到的结论是_________________________________________。

2．甲、乙两个电阻的阻值分别为10Ω和40Ω，将它们先后接在同一电源上，通过甲的电流强度为0.6 A，则通过乙的电流强度为

A．0.6 A B．2.4 A C．0.15 A D．以上答案均不对

3．一导体接在某电路中，如果把加在该导体两端的电压变为原来的两倍，则该导体的电阻和通过它的电流将

A．都增加为原来的两倍 B．电阻不变，电流变为原来的2倍 C．电阻不变，电流变为原来的1/2 D．电阻、电流都不变

4．将某导体接在电压为16V的电源上，通过它的电流为0.4A。现在把该导体换成阻值是其四倍的另一导体，则电路中的电流为

A．0.1A B．0.4A C．0.8A D．1.6A

5．有Ｒ１和Ｒ２两个电阻，Ｒ１＞Ｒ２，将它们分别接在同一个电源上，通过它们的电流分别是Ｉ１和Ｉ２，则Ｉ１与Ｉ２之间的大小关系是

Ａ．Ｉ１＝Ｉ２ Ｂ．Ｉ１＞Ｉ２ Ｃ．Ｉ１＜

学年 九 年级 科教学设计

重 点 教 学 难 点 教 具 准 备 教 学 方 法

组织、引导学生在探究过程中认真观察、仔细分析，并得出真实、科学的结 论。

电池组、定值电阻(三个不同阻值)、电流表、电压表、开关各一个，导线 若干。

实验合作探究

教 学 过 程 教师活动一、引入新课 通过前面的学 习，同学们基本了解 了电流、电压、电阻 的概念，并学会了电 流表和电压表的使 用。今天请同学们先 看老师的这组实验， 请同学们仔细观察 三次演示小灯泡的 发光情况。 演示实验：小灯 泡和电池、开关组成 串联电路。 演示 1:一节干 电池和 2.5 V 小灯泡 串联发光； 演示 2:两节干 电池和 2.5 V 小灯泡 串联发光； 演示 3:两节干 根据同学们对电阻、电压、电流的 学习，你可以大胆地猜测一下它们 之间可能的数量关系是什么？请你 猜想一下，可能是电压越大，电流 通过观察 实验，根据上 越大，也可能电阻越大，电流越小。 节课的学习， 你能告诉大 也许其中的两个相除或相乘会等于 家什么？你 还想知道些 第三个。电压不变时，电阻大，电 什么呢？ 流就小。电阻小，电流就大，可能 电流乘以电阻能等于电压。同一个

课程 授课时间 授课地点 模拟电子技术基础 10 综B 章节 授课教师 授课班级 PN结及其单向导电性 尹金兴 05机电工程 教学目的 撑握PN结的形成及其单向导电性的原理。 与要求 重点 难点 学会用原子结构理论分析PN结的形成及其单向导电性的原理 PN结的形成及其单向导电性的原理分析。 授课类型 讲授课 教学进程和时间分配表 序号 １ 2 3 4 5 6 教学内容 组织教学 复习旧课引入新课 讲授新知识 （1）、PN结的形成 （2）、PN结的单向导电性 实验验证 知识回顾与提问（巩固所学知识） 布置作业 时间分配 2＂ 3＂ 28＂ 6＂ 5＂ 1＂ 教学方法 讲解、 演示、 提问、 实验观察 课后记要 电子技术课程比较抽象，应加强学生实验，增强直观性，同时也可培养学生的动手操作能力。 备注 本课程为电工、电子专业技术理论课。 教师的活动 教学内容和序列 学生的活动 - 1 -

导入教学 （3分钟） （配以相应的图片加以说明） （启发学生思考） 讲授新课 （36分钟） 教师的活动 复习半导体的基本知识： 通过上次课的讲解，我们知道：按杂质半导体中掺入杂质性质的不同，它可分

实验3.13 PN结正向压降与温度关系的研究和应用

常用的温度传感器有热电偶、测温电阻器和热敏电阻等，这些温度传感器均有各自的优点，但也有它的不足之处，如热电偶适用温度范围宽，但灵敏度低、且需要参考温度；热敏电阻灵敏度高、热响应快、体积小，缺点是非线性，且一致性较差，这对于仪表的校准和调节均感不便；测温电阻如铂电阻有精度高、线性好的优点，但灵敏度低且价格较贵；而PN结温度传感器则有灵敏度高、线性较好、热响应快和体积轻巧易集成化等优点，所以其应用势必日益广泛。但是这类温度传感器的工作温度一般为-50℃-150℃，与其它温度传感器相比，测温范围的局限性较大，有待于进一步改进和开发。 【实验目的】

1. 了解PN结正向压降随温度变化的基本关系式。

2. 在恒流小电流条件下，测绘PN结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度和被测PN结材料的禁带宽度。 3. 学习曲线改直的数据处理方法。 4. 学习用Excel进行曲线拟合的方法。 【实验仪器】

PN结正向压降温度特性实验仪、温度传感器实验装置、加热炉、Pt100温度传感器、PN结温度传感器、导线。 【实验原理】

理想PN结的正向电流IF和压降UF存在如下近似关系式：

IF?IS