某些锗隧道二极管的老化现象

对n区掺砷、p区为铟加百分之一镓、快速合金而成的锗隧道二极管做老化实验,发现某些二极管当加正向偏压时,过剩电流增加。这类二极管典型的伏安特性,如图1所示。由图可知,77°K时,峯值出现在234mV处,比我们实验用的一般锗隧道二极管的峯值电压大。在正向电压80mV处出现拐点d~2I/dV~2=0。反向隧道电流小。室温下,加正向电流50mA,老化结果,伏安特性曲线不变。高温下,正向老化结果,过剩电流单调增加。图2表示正向伏安特性的变化。曲线1,2,3和 4分别表示高温(95℃)正向5O     

网页版快捷绘图程序辅助“二极管伏安特性研究”实验教学

二极管伏安特性研究实验是大学物理实验中的重要基础实验之一。测绘二极管的伏安特性曲线一般采用伏安法进行测量。在实验过程中，学生需要测量二极管两端的电压和流经二极管的电流，并用此来绘制二极管的伏安特性曲线。学生在实验过程中如果能够快捷绘图，以此来及时自检并发现测量数据的问题，对于提高“二极管伏安特性研究”实验的教学效率至关重要。我们采用JavaScript语言编写了快捷绘图程序，为学生提供了快捷网页绘图终端。学生在测量完数据后，通过手机浏览器进入绘图终端，输入测量数据，即可绘制电压和电流的关系曲线(U-I曲线)。“二极管伏安特性研究”实验教学过程中快捷网页绘图终端的引入，可以显著提高学生的学习效率和教师的授课效率。     

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。     

利用二极管正向伏安特性的测量训练学生对系统误差的修正

在用安培表外接法进行二极管正向伏安特性曲线的测量中,加入系统误差修正,强化学生对系统误差分析与修正的训练。     

未耗尽载流子对P-N结反向特性的影响

本文研究了P⁺-N结中载流子未耗尽时的二极管反向伏安特性和在大电流密度下合金晶体管集电极特性。首先,对雪崩击穿的机构,推导了载流子未耗尽时的P⁺-N结反向电流与电压的关系式。结果指出,倍增因子M不仅和加在结上的电压大小有关系,而且和流过结的电流J有关系。理论分析可以证明,当二极管几何结构满足一定条件时,可以观察到由于载流子对空间电荷的贡献不能忽略时所导致的等效电阻对P⁺-N结反向伏安特性的影响。用脉冲方法测量了锗合金二极管反向击穿后的伏安特性,实测结果和理论值很符合。其次,从理论上考虑了集电结中未耗尽载流子作用后,推导了P-N-P合金晶体管在大电流密度下集电结的雪崩倍增特性。由结果可见,晶体管在大电流密度下,集电结的倍增因子M不仅和电压有关系,而且和发射极的电J_e有关系。分析指出,由于P-N结中未耗尽载流子的作用,在共发射极线路、基极断路时,若合金管电流放大系数α₀在1/2.3～1范围内将会出现负阻。这个负阻已经被实验所证实。实验得至的整个负阻范围内的伏安特性与理论值符合较好。实验是在脉冲电流下进行的。并且在不同的环境温度下进行了测量。实验结果表明,随温度的升高整个负阻区的伏安曲线向电压高的方向有很微小的移动。这说明负阻的产生不是由于热效应引起,而是由于在大电流密度下的合金管的集电结中载流子不耗尽的结果。     

对用伏安法测二极管反向饱和电流的讨论

高等学校试用的《普通物理实验》一书中,关于“用伏安法测二极管的特性”实验要求根据测量数据计算出e/kT值,为此需测出二极管的反向饱和电流I_c。课本中的方法是:反向电压取5V、10V、15V三种不同值,将得到的电流取平均后就可作为I_e值。我们认为这样测I_e的方法不妥。理论分析指出,在一定的温度下,二极管的反向饱和电流在|U_D|足够大时,是基本不随电压变化的电流。这时二极管的p—n结各     

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。     

基于4H-SiC肖特基势垒二极管的γ射线探测器

针对极端环境下耐高温和耐辐照半导体核探测器的研制需求,采用外延层厚度为100μm的4H碳化硅(4H-SiC)制备成肖特基二极管探测器,研究了该探测器对~(241)Am源γ射线的能谱响应.采用磁控溅射金属Ni制备了肖特基二极管的欧姆接触和肖特基接触,利用室温电流-电压和电容-电压测试研究了二极管的电学特性.欧姆特性测试表明,1050°C退火时,欧姆接触特性最好.从正向电流-电压曲线得出二极管肖特基势垒高度为1.617 eV,理想因子为1.127,表明探测器具备良好的热电子发射特性.从电容-电压曲线获得二极管外延层净掺杂浓度为2.903×10~(14)cm~(-3),并研究了自由载流子浓度在外延层中的纵向分布.在反向偏压为500 V时,二极管的漏电流只有2.11 nA,具有较高的击穿电压.测得在-300 V条件下,SiC二极管探测器对能量为59.5 keV的γ射线的能量分辨率为9.49%(5.65 keV).     

稳压二极管的非线性伏安特性研究

用FD-UI-A非线性元件伏安特性实验仪测量了稳压二极管的正向和反向伏安特性,研究结果表明,稳压二极管的正向和反向伏安特性都呈现出非线性,但其正向和反向的lnI-Ud呈良好的线性关系,其斜率反映了二极管材料的导电特性.     

有机-ZnO纳米线混合光电二极管特性

采用水热法制备了1维ZnO纳米线,并通过改变ZnO纳米线的取向（横向和竖直）和不同的P型半导体材料,制备了不同的有机-ZnO纳米线混合光电二极管。通过改变光照与非光照的条件下并在光照条件下改变光电二极管与光源的距离,对所制备的光电二极管的相关特性进行研究。结果表明:采用水热技术能够制备高质量的ZnO纳米线;当光电二极管两端通正向电压时,光照时的电流大于非光照时的电流,当通反向电压时,结果则相反;同时,光电流还与光照强度有关,光照强度越大,光电流越大。     

利用固体物理LED发光原理测量普朗克常数

普朗克常数是物理学中一个重要的常数,利用二极管的量子特性探讨运用发光二极管来测量普朗克常数。通过测量二极管的伏安曲线,确定其阈值电压,根据相关量子理论,间接得出普朗克常数,通过与光电效应法测量普朗克常数的测量结果相比较,结果表明此误差略大,但作为一种新型的实验方法探索,对于开拓学生的综合素养还是非常有益的。     

低温下低掺杂硅P—N结正向伏安特性的异常现象

实验观察到低温下低掺杂硅 P-N 结的异常现象.在14—25K 的温区里,出现正向伏安特性曲线交叉、击穿电压峰以及当正向注入电流恒定时正向电压随温度变化特性呈现非单调性.对异常现象作了讨论,提出低温下“热”载流子的存在引起杂质碰撞电离可能是产生这些现象的原因.     

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.     

氧化锌压敏电阻器

压敏电阻器1)是一种特殊的半导体非线性电阻器.在它的工作范围内,即使有微量的电压增加,都有可能引起电流的倍增现象,呈现出对电压非常敏感的伏安特性(见图1).其伏安特性大致可用下式表示,式中I为通过压敏电阻器中的电流,U为相应的端压降,a为非线性系数(a>0),C为材料常数. 压敏电阻器的品种很多,按其材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器等;按其制造工艺的不同可分为体型压敏电阻器、结型压敏电阻器等;按其伏安特性的不同可分为对称型压敏电阻器和非对称型压敏电阻器.压敏电阻器的品种不同,其技术性能、制造工艺和导电机理…     

利用曲率法和Origin软件确定二极管截止电压

利用Origin软件进行绘制二极管伏安特性测量数据的高度拟合曲线,然后利用数学知识求取曲率最大值处的电压值,并根据二极管伏安特性测量数据,得出曲率法测二极管截止电压值,现证明此方法的可行性.     

一种实用的实验室电源的设计

介绍了一种实用的物理实验专用线性可调稳压直流电源。该电源由可调三端稳压、可调基准电压、限流电路等构成,可提供0～12 V连续可调电压,输出电流限制在100 mA,适用于大学物理实验中二极管伏安特性测量、三用电表的设计与制作等设计性实验,起到对实验器件和仪表的保护作用。     

强流电子加速器中气体开关与真空二极管的光学特性

 利用光纤传感器与光电二极管相结合的方法,对强流电子加速器中气体火花开关以及真空二极管的发光特性进行了研究,对影响光电二极管测量的因素进行了理论计算与模拟研究。在气体开关导通电压1.7 MV,二极管电压1.07 MV,电流18 kA时,进行了多次实验,得到了发光特性与击穿电压、电流的关系。同时,对利用光学检测方法测量主开关或真空二极管电压、电流大小得可行性进行了分析。     

小型超导电源系统退磁保护回路建模与仿真

计算了采用二极管等效电压源模型和等效电阻模型的退磁回路电流响应和二极管功耗,分析了两个模型的特点和差异,在此基础上,为了进一步提高精度,充分考虑了二极管的非线性特性,以实际二极管伏安特性进行曲线拟合建立函数关系式得到二极管非线性模型,代入回路方程并求解。综合对比各模型的仿真结果后,得出采用二极管非线性模型和等效电压源模型能更好地模拟退磁保护响应。     

GaN发光二极管的负电容现象

采用串联等效电路分析了较大正向电压下半导体二极管的交流电学特性．由此可以同时测量结电容和串联电阻,并能判断二极管是否有界面层。首次发现了在较低的测试频率和较大的正向电压下,GaN二极管的结电容具有负值,并且测试频率越低,正向偏压越大,负电容现象越显著。这种负电容效应可能与大正向电压下强注入造成的电子-空穴复合发光有关。     

无箔二极管电流电压关系研究

本文给出了无箔二极管物理特性的数值模拟研究结果。研究得到了二极管电流与二极管结构参数、二极管电压以及外加磁场强度等参数的变化关系特性，并且应用这些关系特性得到了在外加磁场强度足够大情况下二极管电流的近似表达为Ib=(7.5/x)(x+(0.81-x)/(1+0.7Ld2/δr))(r2/3-1)3/2，其中Ld为阴阳极间距；Rc为阴极发射端面的外半径；Rp为漂移管管壁半径；x=ln(Rp/Rc)，δr =Rp-Rc。这一表达式在大量二极管结构参数和二极管电压参数情况下与数值模拟结果在10％误差范围内相一致，能够比较准确的表达无箔二极管的电流电压关系。