光電信息學院課程設計題目：Pn結二極管電流溫度特性研究姓名：丁康，敬天帥，羅家吉學號：11216010106，1121601011，1121601017指導老師：蘇萍Pn結二極管電流溫度特性研究班級學號：112160101學號：06，11，17作者：丁康摘要：根據(jù)參考文獻得到實驗原理，由matlab編程繪制特性曲線圖。得到結論是在pn結二極管中隨著溫度的增加，反向飽和電流增大。關鍵詞：反向飽和電流Pn結電流溫度引言：PN結反向電流在室溫條件下隨溫度變化之大是其它溫敏元件無法比擬的，所以在本文中特此為PN結二極管反向飽和電流與溫度變化的關系，運用已知的知識及使用matlab得出其效應曲線。題目：假設半導體遷移率，擴散系數(shù)以及少子壽命均是與溫度無關的參量（采用T=300K時的數(shù)據(jù)），假設τn0=10^-6τp0=10^-7(為了方便后面我們用tp0與tn0代替輸入)Nd=5e15Na=5e16畫出硅，鍺，砷化鎵理想PN結的的溫度在200-500K范圍內變化時，理想反向飽和電流隨溫度變化的曲線。實驗原理理想pn結二極管的反向飽和電流密度JS是熱平衡條件下少子濃度np0和pn0的函數(shù)：（1）而np0和pn0都與ni2成正比，由此可見反向飽和電流密度JS是溫度的敏感函數(shù)，忽略擴散系數(shù)與溫度的依賴關系，則有：（2）我們可以由公式（1）得到反向電流密度為Js=e*ni^2[1/Na*sqrt(Dn/tn0)+1/Nd(Dp/tp0)]而又可以由公式（2）及半導體平衡得出ni^2=Nc*Nv*exp(-Eg/KT).其中Eg（禁帶寬度），Nc（導帶有效狀態(tài)密度）,Nv（價帶有效狀態(tài)密度）三個參量與材料相關。反向飽和電流為Js與pn結橫截面積的積。設橫截面積為A。分析計算由實驗原理中分析我們得到最終計算公式：Is=eNcNvT^3exp(-Eg/KT)[1/Na(Dn/tn0)^1/2+1/Nd(Dp/tp0)^1/2]AA為pn結橫截面積,為自定義數(shù)據(jù),在后面的運算中我們令它為1。其他數(shù)據(jù)：K=8.62e-5Na=5*10^16(cm^-3)Nd=5*10^15(cm^-3)tn0=10^-6tp0=10^-7Dn=25(cm^2/s)Dp=10(cm^2/s)e=1.60*10^-19C硅鍺砷化鎵(cm^-3)Nc=2.8*10^191.04*10^194.7*10^17(cm^-3)Nv=1.04*10^196.0*10^187.0*10^18(ev)Eg=1.120.661.42在matlab中編寫程序并輸入數(shù)據(jù)。Matlab程序代碼：K=8.62e-5;Na=5e16;Nd=5e15;tn0=1e-6;tp0=1e-7;Dn=25;Dp=10;e=1.60e-19;nc=input('Inputanc:');nv=input('Inputanv:');eg=input('Inputaeg:');C=e*nc*nv*((1/Na)*sqrt(Dn/tn0)+(1/Nd)*sqrt(Dp/tp0));T=200:1:500;I=C*(T.^3).*exp(-eg./(K.*T));plot(T,I);輸入硅材料特性：Nc=2.8e19Nv=1.04e19eg=1.12得到曲線：輸入鍺材料特性：Nc=1.04e19Nv=6.0e19eg=0.66得到曲線輸入砷化鎵材料特性：Nc=4.7e17Nv=7.0e18eg=1.42得到曲線：總結：根據(jù)圖形我們可以看出隨著溫度的上升，反向飽和電流增大，在450K后增大速度明