基于芯片级控温技术的玻尔兹曼常量测定仪

为解决测量玻尔兹曼常量时获取PN结真实温度及温度连续变化的问题,设计了基于芯片级控温技术的玻尔兹曼常量测定仪.该仪器采用以AVR单片机为核心控制系统,集成电路CA3046为控温芯片,24064图形点阵液晶显示器作为显示单元.将加热电阻和测温传感器与PN结集成在同一芯片内组成PN组件.单片机对PN组件进行温度控制,可以实现对PN组件中PN结温度调整、恒温控制、温度测量并用液晶屏24064显示.实际应用表明,该测定仪具有升降温快、控温稳定,测量结果与国际公认值相对偏差小于2％.     

基于PN结的I-V特性精确获得物理参量

基于实验室原有的测量PN结电阻温度特性装置,获得了不同温度下的PN结伏安特性曲线.通过对PN结的标准I-V特性作对数处理,并对ln I-U曲线拟合,从拟合曲线的斜率和截距得到了玻尔兹曼常量k和反向饱和电流IS,同时,测试结果还给出了反向饱和电流I_S的温度变化关系,利用One-first软件对数据进一步处理后,得到了理想化因子和材料的禁带宽度.     

PN结正向压降与温度关系实验的讨论

本文研究了PN结正向电压与温度关系实验中升温和降温、不同的升温速度对PN结正向电压的影响,实验发现：降温测量的不确定度小于升温测量结果.     

C-V法测量GaN基蓝光LED的PN结特性

应用C-V法研究了GaN基蓝光LED的PN结特性.通过变温的C-V曲线、相应的C-2-V曲线和C-3-V曲线判断GaN基PN结的结类型,计算杂质浓度分布和PN结接触电势差,并分析了温度变化对PN结特性的影响.该实验不仅能加深学生对二极管PN结及C-V法应用的认识和理解,还可以让学生了解GaN新型半导体材料的相关知识.     

0.01℃的数显温度计

用晶体管PN结作温度传感器，用集成电路7135等作A／D转换器，制作了测量精度可达0．01℃的数字温度测量控制器。     

MATLAB拟合工具箱在PN结物理特性综合实验中的应用

介绍了PN结物理特性综合实验原理,利用绘图软件Matlab对实验数据进行曲线拟合,得到了PN结伏安特性函数表达式和PN结正向压降与温度间关系的拟合曲线,计算了常温下玻尔兹曼常数和PN结温度传感器灵敏度及T=0 K时的半导体近似禁带宽度。     

利用Origin8.0作图分析PN结相关特性

利用Origin 8.0作出不同温度下PN结伏安特性曲线,通过曲线对PN结温度特性、伏安特性和死区电压进行分析,并得出结论:(1)若正向电流不变,则正向电压随着温度上升而线性下降;(2)随着温度的上升,PN结的伏安特性曲线向左移;(3)若正向电压不变,则正向电流随温度上升而急剧上升;(4)随着温度升高,PN结死区电压减小。     

PN结正向伏安特性曲线随温度的变化

介绍了在不同温度下，PN结正向伏安特性曲线的自动测量方法。讨论了PN结伏安特性与温度的关系．由于正向结电压小于内建电势差，温度升高或正向结电压增加，正向结电流将增大，温度升高反向结电流也相应增加．当温度趋向OK时。正向结电压趋向内建电势差。     

衬底温度对La0.8Sr0.2MnO3/TiO2异质P-N结整流特性的影响

本文利用磁控溅射法通过改变衬底温度成功制备出La0.8Sr0.2 MnO3/TiO2异质P-N结.当衬底温度升高时,LSMO/TiO2异质PN结表现出相对较好的整流特性.这可能是由于衬底温度的升高导致氧气吸收的增加,进而导致载流子浓度增大,串联电阻降低.电流电压的变温特性曲线显示随着测量温度的降低,扩散电压增大,这可能由于能带结构模型与热激活模型共同决定.值得提出的,异质P-N结结电阻随温度变化曲线呈现出单层LSMO表现的金属绝缘相变特性,并且在低测量温度时表现出随着测量温度的降低结电阻增大,这可能是由于宽带隙的TiO2的引入导致.     

PN结掺杂浓度对耗尽层宽度及内建电场和内建电势的影响

利用PN结中P区和N区的耗尽层宽度的计算公式和图像法绘制出的耗尽层宽度和掺杂浓度之间的关系曲线,得出了掺杂浓度的变化对耗尽层宽度的影响,又利用PN结中内建电场与内建电势差的计算公式和热平衡时突变PN结的电场分布图,分析出PN结中掺杂浓度的变化对耗尽层中各处内建电场和内建电势的影响.     

PN结对交流信号相位的影响(续)

当1个交流小信号被1个PN结和1个大电容分压,且该电容的电容值远大于PN结电容时,大电容两端的电压与PN结电容成正比,该信号的相位与PN结的电阻以及信号的频率有关.把PN结当作1个电容和1个电阻并联,可定性解释该信号的相位与PN结正向电阻、与加在PN结两端的直流反向偏压、在零直流偏压下与交流信号频率的关系.     

PN结对交流信号相位的影响

交流小信号被PN结和电容分压，且电容值远远大于PN结电容值时，大电容两端的电压是很小的交变电压，该信号的相位与PN结的内阻(正向)有关．把PN结当做一个电容和一个电阻并联，可定性解释这种关系．     

单向瞬态电压抑制二极管的参数提取

在半导体器件高功率电磁脉冲效应数值模拟中,真实器件的物理模型构建较为困难。为了解决这一问题,以某型单向瞬态电压抑制(TVS)二极管为例,对其进行测试获取建模所需的参数信息。通过X光成像、扫描电子显微镜（SEM）及杂质染色等技术手段,获得了该器件PN结正对面积大小、PN结深度等结构参数。通过实验测量了二极管的反向击穿电压和电容曲线,结合数值计算,推导出了二极管的杂质浓度。利用本次实验获得的参数,结合数值计算的结果,建立了该型号二极管的真实半导体物理模型。对该模型进行了数值仿真,计算了器件的伏安响应曲线并与实验值进行了比对,计算结果与实验值吻合较好。本次的方法除了可以直接用于PN结型器件的建模外,也为其他器件物理模型的建立提供了参考,可在半导体器件效应数值模拟研究中得到应用。     

低温LBJT性能表征

作为集成电路的重要组成器件,双极结型晶体管在高速高频等方面有着互补金属氧化物半导体不能替代的优点.由于常规双极结型晶体管在低温环境中增益骤降,器件性能大幅衰减,故双极结型晶体管低温性能的研究较少且仅限于77K以上的温度.本文对在绝缘体上硅衬底上制造的与CMOS工艺相兼容的对称水平双极结型晶体管进行了4.2～300K宽温度范围的变温直流性能的测试,研究了施加正向衬底偏压对器件性能的影响,并探究了基于LBJT PN结的结温与温度关系用作低温温度传感器的可能性.通过施加12V的正向衬底偏压,得出了LBJT在4.2K的低温下具有～100的增益,并且LBJT PN结的正向电压与温度具有良好的线性关系,具备用作低温片上集成温度传感器的可能性.     

PN结伏安特性的实验研究

介绍了验证PN结伏安关系特性实验的实验原理,并利用绘图软件Origin7.5对实验数据进行处理.结果表明,PN结的扩散电流和两端的正向电压之间满足指数关系.通过与理论公式的比较,准确地测出了玻尔兹曼常数.     

A 4H-SiC merged P-I-N Schottky with floating back-to-back diode

A novel 4H-SiC merged P-I-N Schottky (MPS) with floating back-to-back diode (FBD), named FBD-MPS, is proposed and investigated by the Sentaurus technology computer-aided design (TCAD) and analytical model. The FBD features a trench oxide and floating P-shield, which is inserted between the P+/N-(PN) junction and Schottky junction to eliminate the shorted anode effect. The FBD is formed by the N-drift/P-shield/N-drift and it separates the PN and Schottky active region independently. The FBD reduces not only the V_turn to suppress the snapback effect but also the V_on at bipolar operation. The results show that the snapback can be completely eliminated, and the maximum electric field (E_max) is shifted from the Schottky junction to the FBD in the breakdown state.