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一、概述半导体PN结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。
本仪器用物理实验方法，测量PN结扩散电流与电压关系，证明此关系遵循指数分布规律，并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。
本仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电U与热力学温度T的关系，求得该传感器的灵敏度，并近似求得阻测温电桥，测量PN结结电压be0K时硅材料的禁带宽度。
二、仪器简介图1 PN结物理特性测定仪实验装置FD-PN-4型PN 结物理特性测定仪主要由直流电源、数字电压表、实验板以及干井测温控温装置组成，如图1所示。
三、技术指标1．直流电源:±15V 直流电源一组， 1.5V 直流电源一组2．数字电压表:三位半数字电压表量程0—2V ,四位半数字电压表量程 0—20V3．实验板: 由运算放大器LF356、印刷引线、接线柱、多圈电位器组成。
TIP31型三极管外接。
4．恒温装置:干井式铜质可调节恒温,恒温控制器控温范围，室温至80℃；控温分辨率0.1℃； 5．测温装置:铂电阻及电阻组成直流电桥测温0℃（Ω=00.1000R ）。
四、实验项目1．测量PN 结扩散电流与结电压关系，通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。
2．较精确地测量玻尔兹曼常数。
(误差一般小于2%)3．测量PN 结结电压be U 与温度关系，求出结电压随温度变化的灵敏度。
4．近似求得0K 时半导体（硅）材料的禁带宽度。
5．学会用铂电阻测量温度的实验方法和直流电桥测电阻的方法。
五、注意事项1．实验时接±12V 或±15V ，但不可接大于15V 电源。
±15V 电源只供运算放大器使用，请勿作其它用途。
2．运算放大器7脚和4脚分别接+15V 和-15V ，不能反接，地线必须与电源0V (地)相接(接触要良好)。
否则有可能损坏运算放大器，并引起电源短路。
一旦发现电源短路(电压明显下降),请立即切断电源。
半导体PN 结的物理特性实验实验目的1．测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合指数分布规律。
2．测量玻尔兹曼常数。
3．测量PN 结电压与温度的关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度。
4．计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度。
实验原理1． PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流-电压关系满足：[]1)/exp(0-=kT eU I I (1)式中I 是通过PN 结的正向电流，0I 是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温(300K)时，e kT /≈0.026v ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则)/exp(kT eU >>1，(1)式括号内－1项完全可以忽略，于是有：)/exp(0kT eU I I = (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I-U 关系值，则利用(1)式可以求出kT e /。
在测得温度T 后，就可以得到k e /常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
在实际测量中，二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数k 往往偏小。
这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其它电流。
一般它包括三个部分：1）扩散电流，它严格遵循(2)式；2）耗尽层符合电流，它正比于)2/exp(kT eU ；3)表面电流，它是由硅和二氧化硅界面中杂质引起的，其值正比于)/exp(mkT eU ，一般m >2。
因此，为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。
复合电流主要在基极出现，测量集电极电流时，将不包括它。
本实验中选取性能良好的硅三极管(TIP31型),实验中又处于较低的正向偏置，这样表面电流影响也完全可以忽略，所以此时集电极电流与结电压将满足(2)式。
半导体PN 结的物理特性及弱电流测量【实验目的】1． 在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合玻尔兹曼分布律；2． 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数；3． 学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量弱电流。
【实验仪器】FD —PN —2PN 结物理特性测定仪【实验原理】一、 PN 节物理特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流—电压关系满足)1(0-=KT eUe I I （1）式（1）中I 是通过PN 结正向电流，I 0是不随时电压变化的常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向电压降。
由于在常温（300K ）时，KT/e ≈0.026V ，而PN 正结正向压降约为十分之几伏，则KT eU e>>1，（1）式括号内-1项完全可以忽略，于是有：KT eUe I I 0= （2）也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I —U 关系值，则利用（1）式可以求出e/KT 。
在测得T 后，就可以得到e/K 常数，把电子电量作为已知值代入，即可求出玻尔兹曼常数K 。
在实际测量中，二极管的正向I —U 关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数K 往往偏小。
这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其他电流。
一般它包括三种成分：1、扩散电流，它严格遵循（2）式；2、耗尽层复合电流，它正比于KT eU e2；3、表面电流，它是由Si 和SiO 2界面中杂质引起的其值正比于mKT eUe ，一般m>2。
因此，为了验证（2）式及求出准确的e/K 常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。
复合电流主要在基极出现，测量集电极电流时，将不包括它。
本实验选取性能良好的硅三极管（TIP31型），实验中又处于较低的正向偏置，这样表面电流影响也完全可以忽略，所以此时集电极电流与结电压将满足（2）式。
半导体PN 结的物理特性及弱电流测量实验【实验目的】1．在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合指数分布规律。
2．在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。
3．学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流。
4．测量PN 结电压与温度的关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度。
5．计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度。
【实验原理】1． PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流-电压关系满足：[]1)/exp(0-=kT eU I I (1)式中I 是通过PN 结的正向电流，0I 是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温(300K)时，e kT /≈0.026v ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则)/exp(kT eU >>1，(1)式括号内－1项完全可以忽略，于是有：)/exp(0kT eU I I = (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I-U 关系值，则利用(1)式可以求出kT e /。
在测得温度T 后，就可以得到k e /常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
在实际测量中，二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数k 往往偏小。
这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其它电流。
一般它包括三个部分：1）扩散电流，它严格遵循(2)式；2）耗尽层符合电流，它正比于)2/exp(kT eU ；3)表面电流，它是由硅和二氧化硅界面中杂质引起的，其值正比于)/exp(mkT eU ，一般m >2。
因此，为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。
复合电流主要在基极出现，测量集电极电流时，将不包括它。
六、数据处理①波尔兹曼常数的测定：Ts=19.7ºʗ=292.9KI f随 V F变化曲线图如下：由I F=I s exp(qV f/kT),和实验关系函数y=3.1107E-10e0.0418x对比可得，q/kT=0.0418，将q=1.60E-19C、T=292.9K代入，得：k=1.3068*10^-23J/K。
与标准结果相比，[（1.3807*10^-23-1.3068*10^-23）/(1.3807*10^-23)]*100%=5.35% ②Si升温测量：I F=50μA，控温电流0.5A实验得：Si PN结的灵敏度为-2.0154mV/ºʗF实验得：Ge PN结的灵敏度为-1.6123mV/ºʗ③估算北侧PN结的禁带宽度。
1）Si的禁带宽度：V(g)=V F(Ts)+S*ΔT=617*10^-3+(-2.0154*10^-3)*(-273.2)V=1.17eV 相对误差：（1.21-1.17）/1.21=3.3%2）Ge的禁带宽度：V(g)=V F(Tr)+S*ΔT=327*10^-3+(-1.6123*10^-3)*(-273.2)V=0.77eV 相对误差：(0.78-0.77)/0.78=1.3%七、误差分析1.实验过程由于读书不当银企的误差；2.由于一汽的经年使用引起误差；3.二极管电流受杂质干涉引起误差。
八、实验结论1.通过Si、Ge的ΔV-T曲线，得出：Si的禁带宽度为1.17eV,相对误差为3.3%；Ge的禁带宽度为0.77eV,相对误差为1.3%.2.Si测量范围大于Ge，二者曲线的非线性随温度T 的升高而降低。
3.在实验过程中，存在一定的操作误差，以后当避免。
pn结测量玻尔兹曼常数实验报告哎呀，今天咱们来聊聊一个挺酷的实验，测量玻尔兹曼常数的过程，听起来有点复杂，但其实也没那么难，咱们慢慢来，别急！玻尔兹曼常数，这个名字听起来是不是很高大上？它其实是物理学里一个很重要的常数，连接着热力学和统计物理。
说白了，就是个把分子运动和温度联系起来的小桥梁。
咱们的实验主角是pn结，简单来说，pn结就是半导体里很神奇的地方，它把p型和n型半导体结合在一起，形成了一个小天地，电流在这里可以有条不紊地流动。
想象一下，像两个好朋友在一起，一边互相帮助，一边又不忘各自的特点。
这个pn结可不是普通的地方，它能让我们测量出一些有趣的数据，让我们一探究竟。
实验开始前，首先得准备好设备。
大家都知道，设备可得齐全，不然实验可就没法顺利进行。
电源、万用表、示波器，嘿嘿，简直就是一群小伙伴要一起出门探险。
把这些东西都准备好，心里有种踏实的感觉，就像要去旅行一样，兴奋又期待。
然后，接下来就是调整pn结的工作条件，得让它在最佳状态下运行。
一般来说，我们会调节电压，观察电流的变化。
这个过程就像调音一样，咱们要把每一个参数都调到最合适，才能得到最好的“音乐”。
哇，真是太有意思了，感觉就像在解开一个个谜团。
在实验过程中，观察数据变化是个很关键的环节。
你会发现，当电压一增加，电流也跟着蹭蹭往上涨，这就像你给小朋友一块巧克力，他们立刻就开心得不得了！当电流达到某个值时，pn结开始表现出一些特别的性质，感觉自己像个小科学家，正坐在实验室里与未知对抗。
这时候，得用到一些公式，嘿，别紧张，公式其实就像是给我们的探险之旅指明了方向。
用这些公式计算出玻尔兹曼常数，心里有种成就感，仿佛破解了一个世纪的难题。
实验的过程也不总是那么顺利，有时候数据跳来跳去的，心里别提多着急了，简直就像在追逐一个调皮的小猫。
不过，这种“折磨”其实也挺有意思的，像是在和命运博弈。
结果出来后，咱们会把数据整理一下，这可是一项艰巨的任务，眼睛都快看花了，毕竟数据得仔细处理，不然可就“功亏一篑”了！把数据整理成表格，画成图，哇，这时候感觉自己就像个艺术家，数据在眼前跳舞，真是让人心里美滋滋的。
半导体PN 结的物理特性及弱电流测量实验【实验目的】1．在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合指数分布规律。
2．在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。
3．学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流。
4．测量PN 结电压与温度的关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度。
5．计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度。
【实验原理】1． PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流-电压关系满足：[]1)/ex p(0-=kT eU I I (1)式中I 是通过PN 结的正向电流，0I 是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温(300K)时，e kT /≈0.026v ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则)/exp(kT eU >>1，(1)式括号内－1项完全可以忽略，于是有：)/ex p(0kT eU I I = (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I-U 关系值，则利用(1)式可以求出kT e /。
在测得温度T 后，就可以得到k e /常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
在实际测量中，二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数k 往往偏小。
这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其它电流。
一般它包括三个部分：1）扩散电流，它严格遵循(2)式；2）耗尽层符合电流，它正比于)2/exp(kT eU ；3)表面电流，它是由硅和二氧化硅界面中杂质引起的，其值正比于)/exp(mkT eU ，一般m >2。
因此，为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。
复合电流主要在基极出现，测量集电极电流时，将不包括它。
PN 结物理特性及玻尔兹曼常数测量半导体PN 结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。
使用本实验的仪器用物理实验方法，测量PN 结扩散电流与电压关系，证明此关系遵循指数分布规律，并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。
本实验的仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电阻测温电桥，测量PN 结结电压be U 与热力学温度T 关系，求得该传感器的灵敏度，并近似求得0K 时硅材料的禁带宽度。
【实验目的】1、在室温时，测量PN 结扩散电流与结电压关系，通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。
2、在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。
3、学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量10-6A 至10-8A 的弱电流。
4、测量PN 结结电压be U与温度关系，求出结电压随温度变化的灵敏度。
5、计算在0K 时半导体（硅）材料的禁带宽度（选作）。
6、学会用最小二乘法拟合数据。
【实验仪器】FD-PN-4型PN 结物理特性综合实验仪（如下图）,TIP31c 型三极管（带三根引线）一只，长连接导线11根（6黑5红），手枪式连接导线10根，3DG6（基极与集电极已短接，有二根引线）一只，铂电阻一只。
FD-PN-4 型PN 节物理特性测定仪【实验原理】1. 测量三极管发射极与基极电压U 1和集电极与基极电压U 2之间的关系(a)PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流-电压关系满足：[]1/0-=KT eU e I I (1)式(1)中I 是通过PN 结的正向电流，I 0是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温(300K)时，kT /e ≈0.026v ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则KTeU e/>>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：KT eU e I I /0= (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
P N结物理特性及玻尔兹曼常数测量Prepared on 21 November 2021PN 结物理特性及玻尔兹曼常数测量半导体PN 结的物理特性是物理学和电子学的重要基础内容之一。
使用本实验的仪器用物理实验方法，测量PN 结扩散电流与电压关系，证明此关系遵循指数分布规律，并较精确地测出玻尔兹曼常数(物理学重要常数之一),使学生学会测量弱电流的一种新方法。
本实验的仪器同时提供干井变温恒温器和铂金电阻测温电桥，测量PN 结结电压be U 与热力学温度T 关系，求得该传感器的灵敏度，并近似求得0K 时硅材料的禁带宽度。
【实验目的】1、在室温时，测量PN 结扩散电流与结电压关系，通过数据处理证明此关系遵循指数分布规律。
2、在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。
3、学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量10-6A 至10-8A 的弱电流。
4、测量PN 结结电压be U与温度关系，求出结电压随温度变化的灵敏度。
5、计算在0K 时半导体（硅）材料的禁带宽度（选作）。
6、学会用最小二乘法拟合数据。
【实验仪器】FD-PN-4型PN 结物理特性综合实验仪（如下图）,TIP31c 型三极管（带三根引线）一只，长连接导线11根（6黑5红），手枪式连接导线10根，3DG6（基极与集电极已短接，有二根引线）一只，铂电阻一只。
FD-PN-4 型PN 节物理特性测定仪【实验原理】1. 测量三极管发射极与基极电压U 1和集电极与基极电压U 2之间的关系 (a)PN 结伏安特性及玻尔兹曼常数测量由半导体物理学可知，PN 结的正向电流-电压关系满足：[]1/0-=KT eU e I I (1)式(1)中I 是通过PN 结的正向电流，I 0是反向饱和电流，在温度恒定是为常数，T 是热力学温度，e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温(300K)时，kT /e ≈ ，而PN 结正向压降约为十分之几伏，则KT eU e />>1,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：KT eU e I I /0= (2) 也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I-U 关系值，则利用(1)式可以求出e /kT 。
在测得温度T 后，就可以得到e /k 常数，把电子电量作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
在实际测量中，二极管的正向I-U 关系虽然能较好满足指数关系，但求得的常数k 往往偏小。
这是因为通过二极管电流不只是扩散电流，还有其它电流。
一般它包括三个部分：[1]扩散电流，它严格遵循(2)式；[2]耗尽层复合电流，它正比于KT eU e 2/；[3]表面电流，它是由Si 和SiO 2界面中杂质引起的，其值正比于mKT eU e /,一般m >2。
因此，为了验证(2)式及求出准确的e /k 常数，不宜采用硅二极管，而采用硅三极管接成共基极线路，因为此时集电极与基极短接，集电极电流中仅仅是扩散电流。
复合电流主要在基极出现，测量集电极电流时，将不包括它。
本实验中选取性能良好的硅三极管(TIP31型),实验中又处于较低的正向偏置，这样表面电流影响也完全可以忽略，所以此时集电极电流与结电压将满足(2)式。
实验线路如图1所示。
图1 PN 结扩散电流与结电压关系测量线路图2、弱电流测量过去实验中10-6A -10-11A 量级弱电流采用光点反射式检流计测量，该仪器灵敏度较高约10-9A /分度，但有许多不足之处。
如十分怕震，挂丝易断；使用时稍有不慎，光标易偏出满度，瞬间过载引起引丝疲劳变形产生不回零点及指示差变大。
使用和维修极不方便。
近年来，集成电路与数字化显示技术越来越普及。
高输入阻抗运算放大器性能优良，价格低廉，用它组成电流-电压变换器测量弱电流信号，具有输入阻抗低，电流灵敏度高。
温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点，因而被广泛应用于物理测量中。
LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。
其中虚线框内电阻Z r 为电流-电压变换器等效输入阻抗。
由图2可，运算放大器的输入电压U 0为：U 0= -K 0U i (3)图2 电流－电压变换器式(3)中U i 为输入电压，K 0为运算放大器的开环电压增益，即图2中电阻R f →∞时的电压增益，R f 称反馈电阻。
因为理想运算放大器的输入阻抗r i →∞,所以信号源输入电流只流经反馈网络构成的通路。
因而有：f i f i S R K U R U U I /)1(/)(00+=-= (4)由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗Z r 为：00/)1/(/K R K R I U Z f f S i r ≈+== (5)由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流I s 输出电压U 0之间得关系式，即：f f f s R U R K U R K K U I 000000/)11(/)1(≈+=+-= (6)由(6)式只要测得输出电压U 0和已知R f 值，即可求得I S 值。
以高输入阻抗集成运算放大器LF356为例来讨论Z r 和I S 值得大小。
对LF356运放的开环增益K 0=2×105，输入阻抗r i ≈1012Ω。
若取R f 为1.00M Ω，则由(5)式可得：若选用四位半量程200mV 数字电压表，它最后一位变化为 ，那么用上述电流-电压变换器能显示最小电流值为：由此说明，用集成运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流，具有输入阻抗小、灵敏度高的优点。
综合(a)(b)得，利用集成运算放大器组成电流-电压变换器，将弱电流的测量改成电压测量，利用硅三极管(TIP31型)代替二极管，有效实现集电极电流中仅仅是扩散电流。
(2)PN 结的结电压be U 与热力学温度T 关系测量（选作选学内容）。
当PN 结通过恒定小电流（通常电流I ＝1000μA ），由半导体理论可得be U 与T 近似关系：go be U ST U += （5）式中S≈－C mV o/为PN 结温度传感器灵敏度。
由go U 可求出温度0K 时半导体材料的近似禁带宽度go E ＝go qU 。
硅材料的go E 约为。
【实验内容与步骤】（一）be c U I -关系测定，并进行曲线拟合求经验公式，计算玻尔兹曼常数。
1U U be =1、实验线路如图1所示（说明：图中100Ω的滑动变阻器和电源已经接入电路，只是稳压电源正输出没有接地，实验中只需将正输出接地即可）。
图中U 1为三位半数字电压表，U 2为四位半数字电压表，TIP31型为带散热板的功率三极管，调节电压的分压器为多圈电位器。
为保持PN 结与周围环境温度一致，把功率三极管连同散热器浸没在变压器油管中，油管下端插在保温杯中，保温杯内盛有室温水，变压器油温度用0-50℃(0.1℃)的水银温度计测量。
（为简单起见，本实验也可把功率三极管置于干井恒温器温度中，打开仪器的加热开关，按温度复位按钮，让仪器探测出环境温度，然后调节恒温控制到与室温相同即可。
）2、在室温情况下，测量三极管发射极与基极之间电压U 1和相应电压U 2。
在常温下U 1的值约从至范围每隔测一点数据，约测10多数据点，至U 2值达到饱和时(U 2值变化较小或基本不变),结束测量。
在记数据开始和记数据结束都要同时记录变压器油的温度θ，取温度平均值θ。
3、改变干井恒温器温度，待PN 结与油温湿度一致时，重复测量U 1和U 2的关系数据，并与室温测得的结果进行比较。
4、把(2)式改为KT eU e RI U /02=，运用最小二乘法，将不同温度下采集的1U ～2U 关系数据代入指数回归函数bU ae U =2关系式中，算出指数函数相应的a 和b 的最佳值0a 和0b ，则由e ／KT=0b 、00a RI =两式分别计算出玻尔兹曼常数K 值和弱电流0I 值，并说明玻尔兹曼分布的物理的含义。
已知玻尔兹曼常数公认值23010381.1-⨯=K J/K ，由此进而计算出玻尔兹曼常数测量的结果的百分误差。
5、曲线拟合求经验公式：将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数，运用最小二乘法确定出最佳函数及其表达式。
（二）T U be -关系测定，求PN 结温度传感器灵敏度S ，计算硅材料0K 时近似禁带宽度go E 值（此项内容为选做内容）。
图3 图41、实验线路如图3所示，测温电路如图4所示。
其中数字电压表V 2通过双刀双向开关，既作测温电桥指零用，又作监测PN 结电流，保持电流I ＝100μA 用。
2、通过调节图3电路中电源电压，使上电阻两端电压保持不变，即电流I ＝100μA 。
同时用电桥测量铂电阻T R 的电阻值，通过查铂电阻值与温度关系表，可得恒温器的实际湿度。
从室温开始每隔5℃－10℃测一定be U 值（即V 1）与温度θ（℃）关系，求得T U be -关系。
（至少测6点以上数据）3、用最小二乘法对T U be -关系进行直线拟合，求出PN 结测温灵敏度S 及近似求得温度为0K 时硅材料禁带宽度go E 。
【注意事项】1、数据处理时，对于扩散电流太小(起始状态)及扩散电流接近或达到饱和时的数据，在处理数据时应删去，因为这些数据可能偏离公式(2)。
2、必须观测恒温装置上温度计读数，待TIP31三极管温度处于恒定时(即处于热平衡时),才能记录U 1和U 2数据。
3、用本装置做实验，TIP31型三极管温度可采用的范围为0-50℃。
若要在-120℃-0℃温度范围内做实验，必须有低温恒温装置。
4、由于各公司的运算放大器(LF356)性能有些差异，在换用LF356时，有可能同台仪器达到饱和电压U 2值不相同。
5、本仪器电源具有短路自动保护，运算放大器若 15V 接反或地线漏接，本仪器也有保护装置，一般情况集成电路不易损坏。
请勿将二极管保护装置拆除。
【数据记录及处理】1、be c U I -关系测定，曲线拟合求经验公式，计算玻尔兹曼常数。
室温条件下：初温1θ = ℃，末温2θ = ℃，-θ= ℃12拟合，结果填入表2中：数据处理：表2-1回归法函数拟合三种函数⎪⎪⎨⎧==+=)exp(121212bu a u au u b au u b指数函数幂函数线性函数 ⎪⎪⎨⎧+=+=+=abu u au b u b au u ln ln ln ln ln 121212指数函数回归幂函数回归线性回归数据处理结果：（b ）最小二乘法并由此说明PN 结扩散电流-电压关系遵循的分布规律。
数据结果：（b ）计算玻尔兹曼常数： 由表2数据得k /e =bT = J /CK 则k/e e k == K /J此结果与公认值k=×10-23 K /J 进行比较。
