pn结电容测量实验.ppt

pn结结电容测试实验一、实验目的： 1.掌握利用LCR测试仪测量反偏压下二极管结电容的测量方法 ； 2.了解pn结结电容随外加电压变化的一般规律； 二、实验仪器： JS2810B LCR测试仪一台，测试盒一个，稳压电源一台LCR测试仪操作说明v2.1键盘及仪器功能JS2810B型LCR数字电桥仅有六个按键，如图，仪器 所有功能只需使用该键盘可完成键盘均为复用按键 ，所有按键无直接意义以下为各按键序列所表示的 功能，仪器所有功能通过键盘在三层菜单中获得 v以下将仪器未按“设定”键而处于正常测量状态时 称为“测量”状态，按一次“设定”称为“设定一”状态 ，按两次“设定”称为“设定二”状态v各层菜单所实现功能： 1.第0层菜单（对应“测量”状态：本菜单功能直接在面板上指 示，仪器在“测量”状态时使用“∧” “∨” “＜” “＞”即可获得 该层菜单可得到如下功能：™测量参数：可选择L/Q、C/D、R/Q、Z/Q、Z/D™显示方式：显示器A可选择直读，Δ（绝对误差）；Δ%（百分比误 差），V/I（电压/电流）四种方式进行显示™测试信号电平：0.1V，0.3V，1.0V™测量速度：快速、中速、慢速。

™量程选择方式：自动，保持™测量方式：连续，单次第一层菜单（对应“设定一”状态）：本菜单在“设定一”状态使 用，可完成如下功能操作 注：以下圆括号内字母为显示字符 A．测量频率转换（FRE--）：100Hz，1KHz，10KHz，（ 0.1000， 1.0000，10.000，） B．平均次数（AVE--）：1-99（1，2，…，99） C．等效方式（EQU）：串联（SER），并联（PAR） D．D、Q．PPM显示（PDQ--）：开（ON）、关（OFF） E．讯响音量控制（VOL--）：高（Hi）、低（Lo）、关（OFF ） F．讯响状态（ALA--）一档（P1）、二档（P2）、三档（P3） 、不合格档（NG） G．LCR参数自动选择（LCR--）：开（ON）、关（OFF） H．显示非“清0”测量参数（NCL--）：开（ON）、关（OFF） I．分选工作选择（SOR--）：百分比偏差Δ%（PER）、绝对误 差Δ（ABS）、直读（DIR）、关（OFF） J．清“0”（CLR）；开路（OPEN）、短路（SHORT）3.第三层菜单（对应“设定二”状态）：本菜单在“设 定二”状态使用，可完成如下功能操作。

v第一档上限设定（P1--）v第一档下限设定（P1--）v第二档上限设定（P2--）v第二档下限设定（P2--）v第三档上限设定（P3--）v第三档下限设定（P3--）v损耗D上限设定（D--）v品质因数Q下限设定（Q--）v标称值设定（STD--）三、实验原理 实验电路如图所示，被测样品需要外加直流偏置电压和交 流电压，分别由稳压电源和LCR测试仪提供，中间由测试 盒隔离1．pn结结电容随外加电压的变化规律pn结的势垒电容的实质是：当外加正偏压增加时，势垒 区宽度变窄，空间电荷量减少，当外加正偏压减小时，势 垒宽度变宽，空间电荷数量增加这种空间电荷减少与增 加，如同一个平板电容器的充放电pn结扩散电容指：对于正偏pn结，当外加偏压增大时， 注入n区的空穴增加，在n区的空穴扩散区内形成空穴积累 ，为保持电中性条件，扩散区内电子浓度也相应增加电 子注入p区情形类似，这种扩散区中电荷随外加偏压变化 而变化所产生的电荷存储效应等效为电容，称扩散电容pn结在反向偏压或小的正向偏压下以势垒电容为主，在 大的正偏压作用下，以扩散电容为主，本实验以势垒电容 为主2.由pn结势垒电容测结附近的杂质浓度梯度对于单边突变结，有两边对V求积分，得到由实验作出 ~V的关系图，为一条直线。

由公式可知 ，直线的截距可确定pn结的接触电势差VD，由直线斜 率可求的掺杂一侧的杂质浓度NB 对于线性缓变结，有由实验作出 ~V的关系图，为一条直线由直线的截距可 确定pn结的接触电势差VD，由直线斜率可求的掺杂一侧 的杂质浓度aj。