新疆喜乐彩玩法

技术文章—实验:PN结电容与电压的关系

2019-11-25来源: EEWORLD关键字:PN结  容值  电压

目标

 

本实验活动的目的是测量反向偏置PN结的容值与电压的关系。

 

背景知识

 

PN结电容

 

增加PN结上的反向偏置电压VJ会导致连接处电荷的重新分配,形成耗尽区或耗尽层(图1中的W)。这个耗尽层充当电容的两个导电板之间的绝缘体。这个W层的厚度与施加的电场和掺杂浓度呈函数关系。PN结电容分为势垒电容和扩散电容两部分。在反向偏置条件下,不会发生自由载流子注入;因此,扩散电容等于零。对于反向和小于二极管开启电压(硅芯片为0.6 V)的正偏置电压,势垒电容是主要的电容来源。在实际应用中,根据结面积和掺杂浓度的不同,势垒电容可以小至零点几pF,也可以达到几百pF。结电容与施加的偏置电压之间的依赖关系被称为结的电容-电压(CV)特性。在本次实验中,您将测量各个PN结(二极管)此特性的值,并绘制数值图。

 

图1.PN结耗尽区。

 

材料


ADALM2000 主动学习模块

无焊面包板

一个10 kΩ电阻

一个39 pF电容

一个1N4001二极管

一个1N3064二极管

一个1N914二极管

红色、黄色和绿色LED

新疆喜乐彩玩法一个2N3904 NPN晶体管

一个2N3906 PNP晶体管

 

步骤1

 

在无焊面包板上,按照图2和图3所示构建测试设置。第一步是利用在AWG输出和示波器输入之间连接的已知电容C1来测量未知电容Cm。两个示波器负输入1–和2–都接地。示波器通道1+输入与AWG1输出W1一起连接到面包板上的同一行。将示波器通道2+插入面包板,且保证与插入的AWG输出间隔8到10行,将与示波器通道2+相邻偏向AWG1的那一行接地,保证AWG1和示波器通道2之间任何不必要的杂散耦合最小。由于没有屏蔽飞线,尽量让W1和1+两条连接线远离2+连接线。

 

新疆喜乐彩玩法图2.用于测量Cm的步骤1设置

 

硬件设置

 

使用Scopy软件中的网络分析仪工具获取增益(衰减)与频率(5 kHz至10 MHz)的关系图。示波器通道1为滤波器输入,示波器通道2为滤波器输出。将AWG偏置设置为1 V,幅度设置为200 mV。测量一个简单的实际电容时,偏置值并不重要,但在后续步骤中测量二极管时,偏置值将会用作反向偏置电压。纵坐标范围设置为+1 dB(起点)至–50 dB。运行单次扫描,然后将数据导出到.csv文件。您会发现存在高通特性,即在极低频率下具有高衰减,而在这些频率下,相比R1,电容的阻抗非常大。在频率扫描的高频区域,应该存在一个相对较为平坦的区域,此时,C1、Cm容性分压器的阻抗要远低于R1。

 

图3。用于测量Cm的步骤1设置

 

步骤1

图4.Scopy屏幕截图。

 

我们选择让C1远大于Cstray,这样可以在计算中忽略Cstray,但是计算得出的值仍与未知的Cm相近。

 

在电子表格程序中打开保存的数据文件,滚动至接近高频(>1 MHz)数据的末尾部分,其衰减电平基本是平坦的。记录幅度值为GHF1(单位:dB)。在已知GHF1和C1的情况下,我们可以使用以下公式计算Cm。记下Cm值,在下一步测量各种二极管PN结的电容时,我们需要用到这个值。

 

 

步骤2

 

现在,我们将在各种反向偏置条件下,测量ADALM2000模拟套件中各种二极管的电容。在无焊面包板上,按照图4和图5所示构建测试设置。只需要使用D1(1N4001)替换C1。插入二极管,确保极性正确,这样AWG1中的正偏置将使二极管反向偏置。

 

图5.用于测量二极管电容的步骤2设置。

 

硬件设置

图6。用于测量二极管电容的步骤2设置。

 

新疆喜乐彩玩法使用Scopy软件中的网络分析仪工具获取表1中各AWG 1 DC偏置值时增益(衰减)与频率(5 kHz至10 MHz)的关系图。将每次扫描的数据导出到不同的.csv文件。

 

程序步骤


在表1剩余的部分,填入各偏置电压值的GHF值,然后使用Cm值和步骤1中的公式来计算Cdiode的值。

 


image.png 


图7.偏置为0 V时的Scopy屏幕截图。

 

使用ADALM2000套件中的1N3064二极管替换1N4001二极管,然后重复对第一个二极管执行的扫描步骤。将测量数据和计算得出的Cdiode值填入另一个表。与1N4001二极管的值相比,1N3064的值有何不同?您应该附上您测量的各二极管的电容与反向偏置电压图表。

 

然后,使用ADALM2000套件中的一个1N914二极管,替换1N3064二极管。然后,重复您刚对其他二极管执行的相同扫描步骤。将测量数据和计算得出的Cdiode值填入另一个表。与1N4001和1N3064二极管的值相比,1N914的值有何不同?

 

您测量的1N914二极管的电容应该远小于其他两个二极管的电容。该值可能非常小,几乎与Cstray的值相当。

 

额外加分的测量


发光二极管或LED也是PN结。它们是由硅以外的材料制成的,所以它们的导通电压与普通二极管有很大不同。但是,它们仍然具有耗尽层和电容。为了获得额外加分,请和测量普通二极管一样,测量ADALM2000模拟器套件中的红色、黄色和绿色LED。在测试设置中插入LED,确保极性正确,以便实现反向偏置。如果操作有误,LED有时可能会亮起。

 

关键字:PN结  容值  电压 编辑:muyan 引用地址:http://news.zjgsmm.com/manufacture/ic481040.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:技术文章—硬件加速器原理详解
下一篇:技术文章—如何保证MCU与隔离收发器的可靠通信?

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

中国学者实现二维原子晶体双层垂直pn结大面积可控制备
电子网消息,据湖南大学报到,近年来,二维层状半导体由于其新奇的物理和结构性质,显示出具有应用于下一代电子与光电集成系统的极大潜能。相较于单纯的二维材料,二维层状材料的异质结由于具有原子层厚度的陡峭界面,以及可调控的能带排列结构,更适合实现多功能的片上集成,引起了广泛关注。然而,现有的研究大多都停留在采用机械剥离再堆垛的方法得到垂直异质结,而这种方法由于得到的异质结形状尺寸不可控制,极大地限制了其未来的应用发展。相比较而言,通过直接生长的方法得到的异质结具有形状尺寸可控,界面更加干净等优势,更加具有应用的潜力。但是,直接生长大尺寸高质量的二维原子层状垂直异质结,尤其是p-n异质结,仍然是科学界的一大难题。 日前,湖南大学微纳信息器件
发表于 2017-12-14
浅析:LED的热量产生原因
到P区的自由电子具有高于P区价电子的能量,复合时电子回到低能量态,多余的能量以光子的形式放出。发出光子的波长与能量差Eg相关。可见,发光区主要在PN结附近,发光是由于电子与空穴复合释放能量的结果。一隻半导体二极体,电子在进入半导体区到离开半导体区的全部路程中,都会遇到电阻。简单地从原理上看,半导体二极体的物理结构简单地从原理上看,半导体二极体的物理结构源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。普通的二极体,在发生电子-空穴对的复合是,由于能级差Eg的因素,释放的光子光谱不在可见光范围内。  电子在二极体内部的路途中,都会因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合电子学的基本定律:  P=I2R=I2(RN++RP)+IVTH  式中
发表于 2013-10-12
温度对LED性能的影响
    与传统光源相比,LED光源为固体冷光源,具有寿命长,光效高,无辐射,功耗低,抗冲击和抗震性能好,可靠性高等特性。在全球提倡绿色照明的今天,LED作为新型绿色照明光源受到全球的追捧。然而,在LED高速发展的同时,如何进一步提高LED的寿命及可靠性确是迫在眉睫的事。本文从理论和实验出发,研究并分析了温度对LED性能的影响,从而提出可以提高LED的寿命和可靠性问题的方法。1 LED发光原理    LED是一种半导体二极管,核心发光部分为P型和N型半导体构成的PN结,LED除了具有一般PN结特性外,还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区.空穴由P区注入N区
发表于 2012-05-02
温度对LED性能的影响
PN结二极管散粒噪声测试方法研究
,一般在实验中很难观察到它的存在。目前国内外对于散粒噪声测试技术的研究取得了很大的进展,但是普遍存在干扰噪声大、测试仪器价格昂贵等问题,难以实现普及应用。本文所介绍的测试系统是在屏蔽环境下将被测器件置于低温装置内,抑制了外界电磁波和热噪声的干扰;同时使用低噪声前置放大器使散粒噪声充分放大并显著降低系统背景噪声显著;通过提取噪声频谱高频段平均值,去除了低频1/f噪声的影响,使测试结果更加的准确。使用本系统测试二极管散粒噪声,得到了很好的测试结果。    本文的工作为散粒噪声测试提供了一种新的有效方法,并运用此测试系统测试了PN结二极管散粒噪声,得到了很好的测试结果。1 测试原理  
发表于 2012-04-09
PN结二极管散粒噪声测试方法研究
工程师解析:造成LED死灯多种原因分析探讨
  我们经常会碰到LED不亮的情况,封装企业、应用企业以及使用的单位和个人,都有可能碰到,这就是行业内的人说的死灯现象。究其原因不外是两种情况:   其一,LED的漏电流过大造成PN结失效,使LED灯点不亮,这种情况一般不会影响其它的LED灯的工作;   其二,LED灯的内部连接引线断开,造成LED无电流通过而产生死灯,这种情况会影响其它的LED灯的正常工作,原因是由于LED灯工作电压低(红黄橙LED工作电压1.8V-2.2V,蓝绿白LED工作电压2.8-3.2V),一般都要用串、并联来联接,来适应不同的工作电压,串联的LED灯越多影响越大,只要其中有一个LED灯内部连线开路,将造成该串联电路的整串LED灯不亮,可见这种情况
发表于 2011-08-22
高端智能手机与车用电子利好,MLCC后市高低容值将成分水岭
        集微网消息,近日,天风国际证券分析师郭明錤指出,受到贸易战导致消费信心趋缓影响智能手机出货量,加上供货商扩产积极,近来消费性电子的低容值积层陶瓷电容 (MLCC) 已在第四季出现跌价迹象。预计未来 2 年消费性电子 MLCC 还会继续面临潜在价格下滑压力,对台湾公司将有不利影响。        郭明錤看衰后市,直接受影响的无非是MLCC厂商。近日,被动元件MLCC厂国巨在展望第四季时指出,因进入被动元件产业传统淡季,加上中美贸易争端的冲击持续扩大,造成大中华地区终端客户观望且需求转弱,导致经销商体系的库存有偏高倾向。不过,国巨仍认为,长期而言,被动元件的产业结构将朝良性方向调整,将持续针对日系厂商退出项目开出新产能
发表于 2018-11-02
小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 市场动态 半导体生产 材料技术 封装测试 工艺设备 光伏产业 平板显示 电子设计 电子制造 视频教程

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 zjgsmm.com, Inc. All rights reserved
北京两步彩走势 北京赛车pk10玩法 山东群英会选号技巧 北京快3 新疆喜乐彩走势图 智慧彩票投注预测APP 重庆百变王牌 大通彩票注册 9号棋牌APP 山东群英会规则