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晶體管特性圖示儀
閱讀�16452�(shí)間:2010-11-25 10:06:13

  晶體管特�圖示儀是一種可直接在示波管熒光屏上觀察各種晶體管的特性曲線的專用儀器。通過儀器能直接觀察各種晶體管特性曲線及曲性簇。例�:晶體管共�、共基和共集三種接法的輸�、輸出特性及反饋特性;二極�的正�、反向特性;�(wěn)壓管的穩(wěn)壓或齊納特�;它可以測量晶體管的擊穿電壓、飽和電�、自或a參數(shù)��

用�

  晶體管特性圖示儀可用來測定晶體管的共集電�、共基極、共�(fā)射極的輸入特性、輸出特�、轉(zhuǎn)換特�、α、β參�(shù)特�;可測定各種反向飽和電流 ICBO、ICEO、IEB0和各種擊穿電� BUCBO、BUCEO、BUEBO�;還可以測定二極管、穩(wěn)壓管、可控硅、隧道二極管、場效應(yīng)管及�(shù)字集成電路的特�,用途廣��

主要技�(shù)指標(biāo)

  (l)Y軸編�(zhuǎn)因數(shù)�

  集電極電流范圍:0.01�1000毫安/度,分十六檔,誤差≤�3��

  集電極電流倍率:分×2、�1、�0.l三檔,誤差≤±3��

  基極電壓范圍�0.01�0.5V/度,分六檔,誤差≤±3��

  基極電流或基極源電壓�0.05V/度,誤差≤±3%;

  外接輸入�0.1V/度,誤差≤±3��

 ?�?)X軸偏�(zhuǎn)因數(shù)�

  集電極電壓范圍:0.01�20V/度,分十一�,誤差≤±3��

  基極電壓范圍�0.01�0.5V/度,分六檔,誤差≤±3��

  基極電流或基極源電壓�0.5V/度,誤差≤±3��

  外接輸入�  0.1V/度,誤差≤±3��

  �3)基極階梯信號:

  階梯電流范圍�0.001� 200mA/度,分十七檔;

  階梯電壓范圍�0.01�0.2V/級,分五檔�

  串聯(lián)電阻�10Ω�22KΩ,分 24��

  每族級數(shù)�4�12連續(xù)可變�

  每秒級數(shù)�100�200,共3檔;

  階梯作用:重�(fù)、關(guān)、單族,共三��

  極性:正、負(fù)兩檔�

  誤差≤�5%.

 ?�?)集電極掃描信號�

  峰值電壓:0�20V�0�200V兩檔,正、負(fù)連續(xù)可調(diào)�

  電流容量�   0�20V�(shí)�10A(平均值)�0�200V�(shí)�1A(平均值)�

  功耗限制電阻:0�100KΩ,分17�,誤差≤±5��

 ?�?)電源:交流 220V ±10��50Hz±20Hz�

  功耗:260VA�

  �(huán)境溫度:�10 ℃~�40�

  相對濕度:≤80�

�(gòu)�

  晶體管特性圖示儀主要由集電極掃描�(fā)生器,基極階梯�(fā)生器,� 步脈沖發(fā)生器,X軸電壓放大器,Y軸電流放大器,示波 �,電源及各種控制電路等組成. 各組成的主要作用如下:

  (1)集電極掃描發(fā)生器的主要作�,是產(chǎn)生集電極 掃描電壓,其波形是正弦半波波形,幅值可以調(diào)節(jié), 用于形成水平掃描�.

  (2)基極階梯�(fā)生器的主要作�,是產(chǎn)生基極階� 電流信號,其階梯的高度可以�(diào)節(jié),用于形成多條� 線簇.

  (3)同步脈沖�(fā)生器的主要作�,是產(chǎn)生同� 脈沖,使掃描發(fā)生器和階梯發(fā)生器的信號嚴(yán)� 保護(hù)同步.

  (4)X軸電壓放大器和Y軸電流放大器的主要作 軸電壓放大器和Y �,是把從被測元件上取出的電壓信�(或電 流信�)�(jìn)行放�,�(dá)到能�(qū)�(dòng)顯示屏發(fā)光之 所需,然后送至示波管的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)板上,以在 屏面上形成掃描曲�.

  (5)示波器的主要作用,是在熒屏面上顯示� 試的曲線圖象.

  (6)電源和各種控制電�,電源是提供整�(jī)的能 源供�,各種控制電路是便于測試轉(zhuǎn)換和�(diào)節(jié).

原理

  下面以使用本儀器測試“晶體二極管伏安特性”和“晶體三極管輸出特性”為�,介紹儀器的工作原理�

  1.二極管伏安特性的測試原理

  流過二極管的電流I與二極管兩端電壓U的函�(shù)�(guān)系稱為“二極管伏安特性�。本儀器通過顯示“伏安特性曲線”來定量顯示被測二極管的“伏安特性”。由二極管伏安特性曲線(正向區(qū))可�,當(dāng)我們將二極管兩端的電壓U�0逐漸增大�(shí),二極管中的電流I�(huì)按照“二極管方程”的�(guī)律逐漸增大�

  二極管方程式中:在環(huán)境溫度為300K�(shí),UT�26mV �

  將這一過程重復(fù)�(jìn)行稱為“電壓掃描�。根�(jù)特性曲線所在的象限,用本儀器“X軸作用”和“Y軸作用”的“移位”旋鈕調(diào)整掃描的原點(diǎn)在示波器屏幕的左下角或右上角。當(dāng)測量二極管正向特性曲線時(shí),由于曲線位于象�,所以應(yīng)將原�(diǎn)�(diào)整至屏幕左下角。(而反向特性曲線位于第三象�,應(yīng)將原�(diǎn)�(diào)整至右上�,并將掃描電壓極性選擇為“-�。)二極管兩端的電壓U的值經(jīng)“X軸放大器”放大后,控制示波器光點(diǎn)在X軸方向的�(yùn)�(dòng)。當(dāng)電壓�0逐漸增大�(shí),光�(diǎn)從最左邊的原�(diǎn)處向右水平移�(dòng),光跡的長度與電壓值成正比。同�(shí),用流過二極管的電流I的值(需變換成電壓)�(jīng)“Y軸放大器”放大后,來控制示波器光�(diǎn)在Y軸方向的�(yùn)�(dòng)。當(dāng)電流�0 逐漸增大�(shí),光�(diǎn)由最下邊的原�(diǎn)處向上垂直運(yùn)�(dòng),光跡的長度與電流成正比。兩者的共同作用就會(huì)使示波器的光�(diǎn)在在屏面上顯示出二極管的伏安特性曲�,并可根�(jù)示波管上的刻度定量讀出電壓、電流的�(shù)�(jù)�

  測試二極管伏安特性曲線時(shí),儀器工作原理如�1所��

二極管測試電路原理

 ?�?)將“測試選擇”開�(guān)扳向中間(“關(guān)”),被測二極管插入測試臺左�(cè)“E”和“C”插孔中,這時(shí)二極管沒有加�;當(dāng)其它選項(xiàng)�(diào)節(jié)好后,再將“測試選擇”扳向“晶體管A”側(cè),�(jìn)行加電測��

  �2)測試二極管�(shí),基極“階梯信號”不起作用。加在被測二極管上的電壓由“集電極掃描信號”單元提��

  “集電極掃描信號”單元輸出的是頻率為100Hz的脈�(dòng)直流電壓,波形如 的正電壓�  的負(fù)電壓,由“極性”旋鈕控�,可選“+”或“-”;電壓的峰值由“峰值電壓范圍”選�,可選�0�20伏”或�0�200伏�,再由“峰值電壓”旋鈕細(xì)�(diào),可�(chǎn)生上述范圍之間的任意值。注意:測量半導(dǎo)體器件一般選擇�0�20�,而�0�200”用來測試器件的反向擊穿電壓?!肮南拗齐娮琛贝B在電路中起保�(hù)作用,避免過大電流流過被測管�

  測量二極管時(shí),調(diào)節(jié)JT-1的“集電極掃描單元”的控制旋鈕,使“極性”為“+�,“峰值電壓范圍”為�0�20V”,“峰值電壓”先旋為�0�,正式測量時(shí)加大到所需值� “功耗限制電阻”在測量大電流二極管�(shí)可選幾Ω或幾十Ω,小電流管可選幾十Ω至幾KΩ�

 ?�?)“X軸作用”用來選擇X軸放大器的測量對象和X軸放大器放大倍數(shù),當(dāng)扳至“集電極電壓�0.1“伏∕度”時(shí),輸入的測量對象是測試臺“C�、“E”之間的電壓--即二極管兩端的電壓值U,X軸方向每格代�0.1��

 ?�?)“Y軸作用”用來選擇Y軸放大器的測量對象和Y軸放大器的放大倍數(shù),當(dāng)扳至“集電極電流�1“毫安∕度�,輸入的測量對象是“電流采樣電阻”兩端的電壓�--與流過二極管的電流值對�(yīng),Y軸方向每格代�1毫安。“電流采樣電阻”的作用是將集電極電流I�(zhuǎn)換為示波器所需的電壓��

 ?�?)如上所述設(shè)置好測量條件后,將測試臺的“測試選擇”開�(guān)扳向“晶體管A”側(cè),并將峰值電壓由0逐漸加大,便可觀測到二極管的伏安特性曲線的正向區(qū);如果要觀察二極管的反向區(qū)曲線,可將二極管反插�?qū)ⅰ凹姌O掃描信號”的“極性”扳向“-�。并將掃描原�(diǎn)移至右上��

  2�三極管輸出特性測�

  用圖3所示的“三極管輸出特性曲線”可描述出三極管的集電極輸出特�。由三極管的輸出特性曲線可以測得三極管的電流放大倍數(shù)β、飽和壓降UCES 、集電極輸出電阻rce 和集電極擊穿電壓BVCE0 ,因此是十分有用��

  在測試三極管輸出特性時(shí),首先要保持被測三極管的基極電流IB為某�(gè)固定不變的值(例如20μA�,以集電極電壓UCE作為變量,從0逐漸增大,逐點(diǎn)記錄集電極電流IC的�,繪出UCE和IC�(guān)系曲線,得到在此IB條件下(本例IB=20μA)的一條輸出特性曲�;然后,改變IB的�,重�(fù)以上的操作可繪出另一IB條件下的輸出特性曲線。由于UCE-IC曲線是以IB為條件繪出的,所以IB被稱為“參變量��

三極管輸出特性曲線

  在本儀器中,上述測量步驟是連續(xù)、重�(fù)�(jìn)行的,輸入基極的電流IB是一種階梯形掃描電流,波形如�3.6.5所�,由0開始,以某�(gè)固定值(例如10μA,儀器標(biāo)志為:�0.01mA∕級”)逐級增大,圖中每族曲線為4�。以每一級IB為參變量繪一條輸出特性曲線(對應(yīng)每級IB,集電極電壓掃描一次),這樣將會(huì)得到以IB為“參變量”的輸出特性曲線族(實(shí)際上所謂的“輸出特性曲線”都是指輸出特性曲線族)。將集電極電壓UCE輸入X軸放大器放大�,控制示波管的水平掃描;將集電極電流IC�(jīng)取樣電阻變換為電壓后,送Y軸放大器,控制示波管的垂直掃�,便可在示波管屏面上�(chǎn)生“輸出特性曲線”。根�(jù)示波管屏面的方格,可以定量測得三極管的有�(guān)參數(shù)�

基極階梯信號

  用JT-1測試晶體管輸出特性曲線時(shí),工作原理見�2�

 ?�?)“測試選擇”位于“關(guān)�,將被測三極管插入測試臺左邊插座,三極管的管腳要插正��

  以下為設(shè)置測試條�,根�(jù)測試要求�(shè)��

 ?�?)“集電極掃描信號”:

  “峰值電壓范圍”選�0�20V”;

  “極性”選“+��

  “功耗限制電阻”位于�500”;

  “峰值電壓”位�0,測試時(shí),再逐漸加大至所需值�

 ?�?)“基極階梯信號”:

  “極性”選“+��

  “階梯作用”選“重�(fù)��

  “級∕秒”選�200��

  “階梯選擇”的“mA∕級”選0.01(即輸出為階梯電�,每級階梯為10μA��

  “級∕族”用來設(shè)置一族曲線的條數(shù),即階梯電流的級�(shù),一般可根據(jù)顯示的穩(wěn)定情�,選4�10�,級�(shù)較大�(huì)造成顯示閃動(dòng),觀察不方便�

  以下為波形的顯示�(shè)置,相當(dāng)與設(shè)置示波器的“量程范圍�。如果設(shè)置不�(dāng),可能造成波形顯示不全或顯示太�。應(yīng)根據(jù)波形顯示的情況設(shè)��

  �4)“Y軸作用�

  “mA∕度”置于“集電極電流�,“毫�-伏∕度”為1,表示Y軸的測試對象是“集電極電流�,量程是每度�1方格)代�1mA。在測試�(shí),如果顯示的波形超出屏幕范圍,應(yīng)增大該��

 ?�?)“X軸作用�

  “伏∕度”置于“集電極電壓��1。表示測試的對象是集電極電壓,量程是每度1�。在測試�(shí),應(yīng)根據(jù)顯示情況�(diào)節(jié)。例如測量“飽和壓降”UCES�(shí),應(yīng)旋至0.1V ,而測試“擊穿電壓”BVCE0�(shí),應(yīng)置于10�20V ,這樣才能測試�(zhǔn)��

  �3是測試所得的“三極管輸出特性曲線”示意圖。圖中的虛線方格就是儀器示波管屏面的方�。為簡化起見,同�(shí)表示出“飽和壓降”UCES和“集電結(jié)反向擊穿電壓”BUCE0 � X軸的量程的設(shè)置:左邊�1度∕伏,右邊�10度∕�,真正測試時(shí),不可能同時(shí)得到這種�(jié)果,請明�。而且,UCE和IC兩�(gè)“座�(biāo)軸”也不會(huì)顯示在屏幕上,應(yīng)在記錄實(shí)�(yàn)�(jié)果時(shí),由測試者對�(yīng)方格添畫�。由�3.6.4可以得到如下的參�(shù)�

  共射直流電流放大系數(shù)β:測試條件為IC = 4mA,UCE = 3V。由曲線圖上找到IC = 4mA�(shí),對�(yīng)曲線IB = 40μA。所���

  共射交流電流放大系數(shù):測試條件為IC = 4mA,UCE = 3V。由曲線圖上找到在IC = 4mA附近的是IC = 3mA,對�(yīng)曲線IB = 30μA。所以:=ΔIC∕ΔIB=(4�3)mA∕(40�30)μA�100�

  飽和壓降UCES :UCES�1V �

  基極開路�(shí),集電極、發(fā)射極間的擊穿電壓BUCE0 :“基極階梯信號”扳向“零電流”逐漸增加集電極掃描峰值電�,至特性曲線劇增為�。擊穿處的UCE就是BUCE0 。本例中BUCE0 � 63V

注意事項(xiàng)

  1, 避免過冷和過�,儀器工作溫度為 0~40�;

  2, 避免炎熱與寒冷環(huán)境的交替;

  3, 避免濕度,水份和灰�,使用相對濕度范圍� 35~90[%];

  4, 避免重物壓置,撞擊,倒置;

  5, 面板的測試插孔要避免電源或有電信號輸�.

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