半导体器件性能测试实验 数据处理示例及思考题参考答案
1、为保证实验数据的真实性，在本文中特将实验测得数据及初步计算所得数据留空，各表格中的测得数据用蓝色标注，计算数据用红色标注；
2、本文中所有的关系曲线图均使用Origin软件绘制，部分数据的处理亦使用该软件，推荐使用Origin软件处理数据；软件下载
3、实验讲义中部分重要公式及物理量单位存在错误，本文中已做修正并标注； 4、各项计算所使用的常量值及注意事项在本文中已列出； 5、数据处理过程及思考题答案仅供参考。 6、数据处理一键计算见“数据处理 V1.1 .xlsx” 7、修订日期：2015年12月11日星期五
2015年12月
目录
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八
表面势垒二极管的伏安特性 ................................................................................ 2 集成“与非”门电路的直流特性测试 ..................................................................... 5 晶体管动态参数特性检测实验 ............................................................................ 7 晶体管（BJT）直流参数的测量 ........................................................................... 8 P-N结势垒电容的测量 ....................................................................................... 10 光电器件性能测试与应用 .................................................................................. 13 MOS管静态参数的测试 ..................................................................................... 14 晶体管特征频率的测量 ...................................................................................... 18
半导体器件性能测试实验 数据处理示例及思考题参考答案
实验一 表面势垒二极管的伏安特性
数据处理
表1-1 V /V R测试结果及初步数据处理 V V+VR/V R?50k? I?R，R V /V I/mA ln(I) V /V V+VR/V VR /V I/mA ln(I) 根据上表中lnI与V的关系使用Origin软件绘制拟合曲线①如下：
图1-1
lnI?V曲线
曲线拟合结果为lnI?__?__V
1、 求解n因子
上式中斜率B?__，可用公式求解n因子：n?2、 求解势垒高度?Bn
q1 kTBkT?AST2?②
?Bn?ln??
q?I0? ①②
实验要求使用半对数坐标进行绘制，此处将纵坐标转换为自然对数形式
实验讲义中对应公式有误
2 / 20
半导体器件性能测试实验 数据处理示例及思考题参考答案
上式中：
A是理查德常数，A?8.7A/cm2K2①；S是势垒二极管的结面积，S?5?10?3cm2； T为测试温度，此处建议使用室温，即T?298K；k?8.63?10?6eV/K②；
q?1.6?10?19C；I0可由lnI?V曲线的纵截距读出。
① 实验讲义中对应单位有误 ②
实验讲义中对应单位有误
3 / 20
半导体器件性能测试实验 数据处理示例及思考题参考答案
思考题
1、 金属和半导体接触时，为什么在半导体表面会产生空间电荷层？
金属和半导体的功函数W不同，因此费米能级具有一定的差值，电子会从费米能级高的一侧流向低的一侧，电离的施主和受主之间形成空间电荷层。 2、 表面势垒二极管外加电压后，势垒有何变化？电流是如何流动的？
当外加电压为正向时，势垒降低，电子由半导体流向金属，电流由金属流向半导体； 当外加电压为反向时，势垒升高，电子由金属流向半导体，电流由半导体流向金属。 3、 实际的金半接触伏安特性与理想的有何区别？
n因子偏离；
正向串联电阻大； 反向漏电流大。
4、 实际的金半接触势垒高度同简单的模型有什么偏离？
理想情况下，I?I0eqVnkT中的n?1，但实际情况下由于n略大于1，正向串联电阻大，
反向漏电流大。由于半导体侧的电子在金属一侧感应出等效正电荷，使得半导体电子势垒降低。
5、 本实验为什么要用半对数纸作图？I如何选取比较合理？
电流数量级小，用半对数纸处理更加直观； 取点均在直线边缘两侧；
I?V特性呈现指数变化趋势。
6、 为什么正向连接的二极管，在小电流时阻抗很大？而在大电流时阻抗很小？
阻抗与空间电荷区宽度有关，空间电荷区越宽，阻抗越大。
大电流时，空间电荷区部分电荷被复合掉，导致空间电荷区变窄，阻抗变小； 小电流时，阻抗变大。
4 / 20
半导体器件性能测试实验 数据处理示例及思考题参考答案
实验二 集成“与非”门电路的直流特性测试
数据处理
表2-1 Vin/V Vout/V 图2-1
“与非”门CT74H20的输入输出电压关系 B点 B、C之间任意测量三个点 C点 C、D之间任意测量三个点 D点 “与非”门CT74H20的电压传输特性曲线
表2-2 “与非”门CT74H20典型参数 Vkm/V 开门电压 关门电压 输出高电平 输出低电平 输入短路电流 空载通道功耗 空载通道功耗Pkt
①
Vgm/V Vcg/V Vcd/V Ird/mA Pkt/mW① 0.811 开门电压为D点对应横坐标 1.120 关门电压为C点对应横坐标 4.41 输出高电平为B点对应纵坐标 输出低电平为D点对应纵坐标 0.22 短路电流为实验测得数据 1.33 6.65 ?IrdEc，其中Ec?5.0V。 实验讲义中对应单位有误
5 / 20
相关推荐：
loading