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1、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,2.1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,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。各层菜单所实现功能：
2、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，（绝对误差）；%（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，（0.100
3、0，1.0000，10.000，）。B平均次数（AVE-）：1-99（1，2，99）。C等效方式（EQU）：串联（SER），并联（PAR）。DD、QPPM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）。GLCR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%（PER）、绝对误差（ABS）、直读（DIR）、关（OFF）。J清“0”（CLR）；开路（
4、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。第一档上限设定（P1-）。第一档下限设定（P1-）。第二档上限设定（P2-）。第二档下限设定（P2-）。第三档上限设定（P3-）。第三档下限设定（P3-）。损耗D上限设定（D-）。品质因数Q下限设定（Q-）。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。,1pn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
5、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。,
