PN结正向压降温度特性的研究数据处理范例

PN结正向压降与温度关系的研究数据处理范例1．实验起始温度时各参数纪录：实验起始温度：RT=17.8oC工作电流：FI=100uA起始温度为RT时的正向压降：()RFTV=677mV控温电流：0.700A2．VT数据纪录表表一：PN结材料正向压降随温度变化/VmV0－10－20－30－40－50－60－70－80－90/oTC17.824.128.834.439.444.750.155.460.866.0/VmV－100－110－120－130－140－150－160－170－180－190/oTC71.376.581.887.192.397.6102.8107.9113.1118.23．以T为横坐标，V为纵坐标，作VT曲线，0102030405060708090100110120130-200-180-160-140-120-100-80-60-40-200deltaV-TdeltaV/mVT/OC图1：PN结正向压降随温度变化关系曲线4．用图解法求出被测PN结正向压降随温度变化的灵敏度(/)oSmVC，并正确表示不确定度。（温度T和正向压降V的示值误差取各自坐标最小刻度值的一半，置信概率p取0.683）0102030405060708090100110120130-220-200-180-160-140-120-100-80-60-40-20020P1(26.2,-14)P2(115.8,-185)deltaV/mVT/OCdeltaV-T图2：图解法求解PN结正向压降随温度变化的灵敏度S(1)被测PN结正向压降随温度变化的灵敏度S的最佳值计算：1212185141711.91/89.6115.826.2OOOmVVVVmVSmVCCTTTC(2)被测PN结正向压降V的不确定度的确定：22254.133VpmmmVukmV（m取纵坐标最小刻度值的一半）(3)被测PN结温度变化T的不确定度的确定：2220.50.4133OOTpmmCukC（m取横坐标最小刻度值的一半）(4)被测PN结正向压降随温度变化灵敏度的相对不确定度和绝对不确定度的确定：22224.10.41()()()()2.4%17189.6VTSuuEVT2.4%1.91/0.05/OOSSuESmVCmVC(5)所以被测PN结正向压降随温度变化灵敏度的最后结果为：1.910.05/OSSSumVC（P＝0.683）2.4%SE5．计算被测PN结材料的禁带宽度。(温度传感器的测温精度为0.5OC，所以温度T的示值误差为0.5OC；正向压降由三位半LED显示，误差小于1%，因此正向压降的示值误差计算公式为：()1%RFTmV)(1)PN结材料禁带宽度的最佳值计算：根据PN结材料的禁带宽度公式：RgF(T)eV(0)VSΔTe其中17.8oRTC，273.2291.0RTTKK，677RFTVmV，RgF(T)V(0)VSΔT6771.91/291.01.23eeemVmVKKeV(2)PN结材料禁带宽度的不确定度确定：由上题计算结果知道灵敏度的绝对不确定度为：0.05/OSumVC，温度传感器的测温精度为0.5OC，所以温度T的示值误差为0.5OC，则0.510.2933OOTpmCukC，所以ST的相对不确定度和绝对不确定度为：22220.050.292.6%1.91291.0STSTuuEST，2.6%1.91291.015STSTuESTmV。正向压降由三位半LED显示，误差小于1%，因此正向压降的示值误差计算公式为：()1%RFTmV，所以正向压降的绝对不确定度为：()6771%3.933FTRVpmmVukmV禁带宽度的绝对不确定度和相对不确定度为：()2222(0)153.9()0.02gFTRVVSTuuumVV(0)(0)(0)0.02100%100%1.6%1.23ggVVguVEVV则：(0)(0)0.02ggEVueueV，(0)(0)1.6%ggEVEE所以PN结材料的禁带宽度最后结果为：ggE(0)eV(0)=1.230.02eV（p＝0.683）(0)1.6%gEE与公认值gE(0)=1.21ev比较，绝对误差为(0)1.231.210.02gEeV。6.实验结果：（1）PN结材料的正向压降随温度变化关系曲线为线性关系曲线。（2）图解法求得PN结材料的正向压降随温度变化的灵敏度为：1.910.02/OSSSumVC（P＝0.683）2.4%SE（3）PN结材料的禁带宽度为：ggE(0)eV(0)=1.230.02eV（p＝0.683）(0)1.6%gEE与公认值gE(0)=1.21ev比较，绝对误差为(0)1.231.210.02gEeV。