锁相放大器用作半导体结电容测量

半导体器件的测量中,对结电容的准确测量具有很重要的意义。因为它不但可获得p-n结与肖特基结的结性质及体材料掺杂分布的有关信息,也是研究交界层的有力分析工具.近年来,结电容的测量可用来探测材料的微量杂质或缺陷及其有关的某些物理参数. 由于结电容本身并不大,精密测量又要求检测其微小的变化,这种微小的电容改变所提供的电信号就极为微弱.随着微弱信号检测技术的发展,这种测量才具有它真正的意义.过去,常用Q表调谐法或小电容测试仪进行逐点测量,故不适应偏压改变或其他过程的连续记录.目前国内使用的C-V特性测试仪,虽能连续记录,但…     

升华外延碳化硅p-n结的性质

本工作测量了升华外延碳化硅p-n结的电流-电压特性和空间电荷电容。通过对正向电流-电压特性及电容-电压特性的分析,表明:随着外延生长条件的不同,这种p-n结的结构可以在相当宽的范围内变化,从近于线性梯度结直到典型的p-i-n结,而大多数p-n结则介于这两者之间。文中就外延生长条件对p-n结结构的影响进行了简略的讨论。此外,还给出了升华外延碳化硅p-n结正向电发光的亮度-电流关系、光谱分布以及脉冲和交流激励的测量结果。 关键词：     

高效在线测量加速实验中双极晶体管结温方法的研究

针对晶体管在加速寿命实验和老炼实验等实际工程中结温的在线测控问题,本文基于大电流电学测温方法研究了型号为2N3055的双极大功率晶体管在恒定的集电极电压V_(ce)和集电极电流I_(ce)条件下发射结电压V_(be)随着温度T变化的对应关系.研究结果表明,温度在40—140℃范围内时,在集电极加载大功率电流电压的条件下,发射结电压随温度上升而线性减小,基极电流随温度变化不超过4%.通过理论推导恒定功率下发射结电压与温度的数学模型,证明了当基极电流数值随温度变化不超过4%时,V_(be)-T关系曲线呈线性且理论上引起的温度误差不超过0.5℃,以此为基础推导出一种新的在线测量加速实验中结温测试公式.最后利用Phase11进行对比验证实验,证明了该方法的正确性.     

加载功率与壳温对AlGaN/GaN高速电子迁移率晶体管器件热阻的影响

结温是制约器件性能和可靠性的关键因素, 通常利用热阻计算器件的工作结温. 然而, 器件的热阻并不是固定值, 它随器件的施加功率、温度环境等工作条件的改变而变化. 针对该问题, 本文以CREE公司生产的高速电子迁移率晶体管(HEMT)器件为研究对象, 利用红外热像测温法与Sentaurus TCAD模拟法相结合, 测量研究了AlGaN/GaN HEMT器件在不同加载功率以及管壳温度下热阻的变化规律. 研究发现: 当器件壳温由80 ℃升高至130 ℃时, 其热阻由5.9 ℃/W变化为6.8 ℃/W, 增大15%, 其热阻与结温呈正反馈效应; 当器件的加载功率从2.8 W增加至14 W时, 其热阻从5.3 ℃/W变化为6.5 ℃/W, 增大22%. 对其热阻变化机理的研究发现: 在不同的管壳温度以及不同的加载功率条件下, 由于材料导热系数的变化导致其热阻随温度与加载功率的变化而变化.     

基于双极性二维晶体的新型p-n结

二维晶体的特殊结构和新奇物理性能为构建新型纳米结构和器件,实现半导体领域的突破性进展提供了可能.本文首先介绍了双极性二维晶体的基本物理性能和相关范德瓦耳斯异质结的制备方法.在此基础上,主要综述了双极性二维晶体在新型电场调制二维晶体p-n结与异质p-n结以及非易失性可存储二维晶体p-n结等方面的应用、相关结构设计、电子和光电子等物理性能.然后进一步介绍了该类新型p-n结在逻辑整流电路、场效应光电子晶体管、多模式非易失性存储器、整流存储器、光电子存储器、光伏器件等方面的潜在应用.最后总结展望了该种新型p-n结在相关领域的可能发展方向.     

半导体物理课程的基本理论创新与教学实践

在应用物理类专业和电子信息类专业所用的半导体物理、半导体器件物理等教科书中,W.Shockley于1949年提出的p-n结理论一直被作为最重要的基本理论之一广泛沿用至今且广为人们熟知和接受。本文对传统p-n结理论的完备性提出了质疑,指出了其中存在的重要缺陷和对课程教学带来的困惑,尝试利用创新p-n结理论分析或消除课程教学乃至科研实践中的诸多误解。本文提出的质疑和所做的创新是作者教学和科研相互融合的结果,限于篇幅本文只给出了创新理论的概要和主要观点(详情请参阅作者已发表的论文:Europhysics Letters,2017,120(2)28004),并着重阐明创新理论与课程教学的融合及其在课程教学中的意义和作用。     

自制热敏温度计

为了让学生直接读出,演示测量温度实验被测物体的温度值,我们自制一只热敏温度计.电路如附图所示。图中3DG6为测温探头,用粘合剂把它粘在废元珠笔杆管内,露出金属管帽.测温时,将与3DG6相连的插头从插孔插入,金属管帽与被测物体接触.由于PN结具有约-2mv/℃的温度系数,当温     

巨磁电阻材料La0.9Sr0.1MnO3与半导体Si组成的二极管的整流特性

掺杂锰氧化物La_0.9Sr_0.1MnO₃薄膜被直接沉积在n型 硅基片上，构成p-n结.这种p-n结在很宽的温度范围内都有很好的整流特性.研究结果表明， 这种p-n结的结电阻对低磁场敏感，在3×10^-2T的磁场下，磁电阻可达70％.磁 电阻的正负依赖于温度.磁电阻的大小可通过加在p-n结上的电压调节.     

氧非正分La0.9Ba0.1MnO3-δ/SrTiO3:Nb p-n异质结的整流特性研究

利用脉冲激光沉积技术在掺Nb的SrTiO3衬底上制备了氧非正分La0.9Ba0.1MnO3-δ/SrTiO3:Nb p-n异质结.在20-300 K这一较宽的温度范围内获得了光滑的整流曲线.整流实验表明:该p-n异质结的正向扩散电压V0随着温度升高在薄膜金属-绝缘转变温度附近出现极大值,表现出与氧正分La0.9Ba0.1MnO3-δ/SrTiO3:Nb p-n结截然不同的温度特性.结合薄膜的电阻-温度实验和能带计算结果,对这一奇异的现象进行了解释.     

傅里叶变换红外光谱测量热气体温度新方法初步研究

详细地讨论了分子转振光谱理论,总结了影响分子转振光谱结构和强度分布的因素,得知各谱线相对光谱强度(即归一化光谱)只与温度有关,其分布结构与温度一一对应。根据这种特性,文章提出了一种利用傅里叶变换红外光谱测量热气体温度的新方法。从HITRAN标准数据库中提取数据建立了一个测温数据库,并用4个不同温度的实测光谱数据对建立的测温数据库进行定标和检验。用定标后的测温数据库所得的测量温度与实测温度吻合得非常好。与目前常用的两种遥感测温方法(分子发射基带最大强度光谱测温法,分子转振光谱测温法)相比,该方法的优点是：物理过程简单,容易计算,精度高,是一种简单实用的方法。     

一种快速宽量程比色高温计

一、引 言 测量高温的方法有许多种.一般可以区分为接触测温和非接触测温两大类.在接触测温法中通常使用热电偶,测得的是物体的真实温度,可以测到2300K左右.在更高温度的测量中,或者在某些特定的环境下,则需采用非接触的方法.大家熟知的壳度高温计是通过测量物体的亮度温度来定出真实温度.但是这种方法有许多缺点.比色测温法则是通过测量物体的颜色温度来定出物体的真实温度.采用这种方法就能有效地克服亮度高温计的缺点.比色测温法的优点是:(1)对于灰体所测到的颜色温度与真实温度是一致的;(2)测量的精度原则上与目标的大小和距离的运近无…     

间接耦合硅光敏器件提出的前后

在研制硅光敏器件的十多年中,我们注意到两点:一是硅光敏器件的成品率不够高;二是无法用它们探测微弱的光,即它们的信噪比较小.这两点是由同一原因引起的,那就是它们的暗电流偏大. 结型光敏器件的原理是基于描述p-n结光电特性的位移近似公式[1]:式中IL 为输出的信号电流,I.c为p-n结的短路电流,Ic是p-n结的反向饱和电流,V为加在p-n结上的电压(光生电压或外加的电压),q为电量,k为玻耳兹曼常数,T为温度.光敏二极管(用于光伏效应器件时除外)、光敏三极管和达林顿光敏管都是使接受入射光的p-n结(以下简称为受光p-n结)处于反向偏压下工作,即V《…     

脉冲激光沉积制备YBa2Cu3O7-δ/Nb-doped SrTiO3双层结

超导体/半导体结(Superconductor/semiconductor p-n junction)在制备场效应管,晶体管方面具有巨大的潜力.本文通过脉冲激光沉积的方法,使用Nb掺杂的(100)方向SrTiO3作为薄膜衬底,沉积了厚度约为350nm c轴取向的YBa2Cu3O7-δ薄膜,从而得到YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3双层结.R～T曲线,以及XRD曲线显示YBa2Cu3O7-δ薄膜具有良好的超导电性和晶体结构,在零磁场不同温度下测量得电流-电压曲线显示YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3构成的超导体/半导体双层结在小于YBa2Cu3O7-δ临界转变温度Tc时具有p-n结整流特性,当大于YBa2Cu3O7-δ超导转变温度时,呈现出非典型肖特基结的特性.     

利用温差电偶测量热定型织物表面温度——物理实验与专业课结合的尝试

温差电偶结构简单、测温精度高、重复性好、测温范围宽,所以广泛应用于工厂、实验室的温度测量中,又是工科院校普通物理实验的传统内容之一。温差电偶测温实验的目的是让学生了解它的测温原理和使用方法,一般用它测量水     

应用计算机测定PN结正向压降的温度特性

采用电热法把待测的PN结放置于温度可连续变化的热源中,利用精确的温度传感器进行温度测量,并利用计算机数据采集技术,直观地再现了PN结正向压降随温度线性变化的整个物理过程,提高了测量的精度.     

多光谱真温快速反演方法

材料的未知发射率是辐射测温的一大障碍,它导致了无法依靠单组测量数据获得材料的真实温度,人们只能通过假定材料发射率模型来计算出材料的亮度温度等非真实温度.基于这样的背景,Gardner J等科学家们提出了多光谱测温法并不断完善其理论,如今多光谱测温广泛应用于高温和超高温测量、高温目标的热性能测量、真实温度动态测量等.20...     

Si被注入Gd后的磁性及其整流特性的研究

采用离子束技术，在n型硅基片中注入稀土元素钆，制备了磁性-非磁性p-n结.磁性层Gd_xSi_1-x表现出优良的磁学性能，高居里温度，高原子磁矩(利用RKKY模 型 可以得到解释)，低矫顽力，并保持着半导体的属性，磁性-非磁性p-n结具有整流特性，但 没有观察到明显的磁电阻效应. 关键词： 磁性半导体 磁性p-n结 钆的硅化物 离子束外延     

HgCdTe红外探测器离子注入剂量优化研究

在中波响应波段的p型Hg_0.709Cd_0.291Te(MCT)分子束外延生长薄膜上，利用材料芯片技术获得叠加注入不同硼离子剂量的系列大光敏元面积(500μm×500μm)的n-op-p结.通过测量液氮温度下不同离子注入剂量单元的电流-电压特性和对零偏微分电阻R₀分析，观测到p-n结的性能与硼离子注入剂量明显的依赖关系.在另一片薄膜材料(镉组分值为0.2743)上通过该方法获得R₀A优于现有常规数值的探测器单元. 关键词： p-n结 离子注入 碲镉汞薄膜     

库仑阻塞现象及其在纳米电子器件中的应用

对单隧穿结和双隧穿结中的库仑阻塞现象进行了介绍,分析了其中电子隧穿的物理过程;然后探讨在单电子盒中如何利用库仑阻塞控制单电子隧穿的物理原理;最后介绍库仑阻塞效应在单电子晶体管中的具体应用及其发展前景.     

万用电表测量晶体管的档次选择

万用表是测量晶体管的常用简易工具,正确地掌握它对工作是很有利的。但是很多人对万用表和晶体管间的关系缺乏足够的认识,常常盲目地选择欧姆档位,忽视了使用晶体管的限流和限压作用,结果损坏了管子。本文就正确使用万用表测量晶体管谈一点看法。一,简单原理万用表测量晶体管是利用它的欧姆档的电池加在晶体管的PN结两端,如图所示,电池、表头、限流电阻与二极管组成串联闭合回路。根据欧姆定律测知二极管的正、反向