电子测量与仪器课件第六章元器件测量与仪器3

1、第6章 电子元器件测量与仪器 16.5 晶体管特性图示仪及应用晶体管特性图示仪及应用-元器件测试元器件测试1、采用图示法在荧光屏上直接显示各种晶体管、场效应管、采用图示法在荧光屏上直接显示各种晶体管、场效应管等的特性曲线，等的特性曲线，2、并据此测算出元器件各项参数的仪器，例如测量、并据此测算出元器件各项参数的仪器，例如测量PNP和和NPN型三极管的输入特性、输出特性、电流放大特性；各种反向型三极管的输入特性、输出特性、电流放大特性；各种反向饱和电流、击穿电压，各类晶体二极管的正反向特性等饱和电流、击穿电压，各类晶体二极管的正反向特性等 晶体晶体管特性图示仪特点：管特性图示仪特点：1、具有用途

2、广泛、直接显示、使用方便、操作简单等优点。、具有用途广泛、直接显示、使用方便、操作简单等优点。2、尤其在晶体管各种极限参数和击穿特性的观测时，采用、尤其在晶体管各种极限参数和击穿特性的观测时，采用瞬时电压和瞬时电流能使被测晶体管只承受瞬时过载而不会造成瞬时电压和瞬时电流能使被测晶体管只承受瞬时过载而不会造成损坏。损坏。3、不能用于测量晶体管的高频参数、不能用于测量晶体管的高频参数。第6章 电子元器件测量与仪器 2晶体管特性图示仪应具备以下功能：晶体管特性图示仪应具备以下功能：能够提供测试过程所需的各种基极电流能够提供测试过程所需的各种基极电流IB。每一个固定每一个固定IB期间，集电极电压期间，

3、集电极电压EC应作相应改变。应作相应改变。能够及时取出各组能够及时取出各组uCE及及iC值送显示电路。值送显示电路。晶体管特性图示仪主要由阶梯波发生器、集电极扫描信晶体管特性图示仪主要由阶梯波发生器、集电极扫描信号源、测试变换电路、控制电路、号源、测试变换电路、控制电路、X-Y方式示波器等部分组方式示波器等部分组成，如图成，如图6.20所示。所示。第6章 电子元器件测量与仪器 3uCE(t)iC(t)uCE(t)IBtt t1t2 t3 t4 t51234 t1 t2(a)(b)(c)(d)图6.21 晶体管特性图示仪各点波形121221图6-22 脉冲阶梯波第6章 电子元器件测量与仪器 46

4、.5.2 阶梯波信号源阶梯波信号源阻容移相器整流器脉冲形成级阶梯波形成级阶梯波放大器开关电路图图6.24 阶梯波信号源组成框图阶梯波信号源组成框图 + 运放SC2+UC2C1+VD1VD2UoUi+图图6.25 密勒积分型阶梯波形成电路密勒积分型阶梯波形成电路UA+第6章 电子元器件测量与仪器 5XJ4810型半导体管特性图示仪+10V 50V 100V 500V AC集电极电源峰值电压%功耗限制电阻电容平衡辅助电容平衡增益拉出0.1YXmAICuAIRuAA外接UCE外接UBE电流/度电压/度显示变换校准阶梯信号级/簇调零010k1M串联电阻VuAmA电压电流/级+重复关单簇按101增益U图

5、图6.26 XJ4810型半导体图示仪面板图型半导体图示仪面板图拉电源开第6章 电子元器件测量与仪器 62. XJ4810型晶体管特性图示仪的使用方法与注意事项型晶体管特性图示仪的使用方法与注意事项（1）使用方法）使用方法开启电源，指示灯亮，预热开启电源，指示灯亮，预热15min后使用。后使用。调节辉度、聚焦、辅助聚焦等旋钮，使屏幕上的亮点调节辉度、聚焦、辅助聚焦等旋钮，使屏幕上的亮点或线条清晰。或线条清晰。X、Y灵敏度校准。将峰值电压灵敏度校准。将峰值电压%旋钮选为旋钮选为0，屏幕上，屏幕上的亮点移至左下角，按下显示部分中的校准按键开关，此时的亮点移至左下角，按下显示部分中的校准按键开关，此

6、时亮点应准确地跳至右上角。否则，应调节亮点应准确地跳至右上角。否则，应调节X轴或轴或Y轴的增益电轴的增益电位器来校准。位器来校准。 阶梯调零。当测试中要用到阶梯信号时，必须先进行阶梯调零。当测试中要用到阶梯信号时，必须先进行阶梯调零，其过程如下：将阶梯信号及集电极电源均置于阶梯调零，其过程如下：将阶梯信号及集电极电源均置于“+”极性，极性，“电压电压/度度”置于置于“1V/度度”，“电流电流/度度”置于置于“”“”，“电压电压电电第6章 电子元器件测量与仪器 7流流/级级”置于置于“0.05V/级级”，“重复重复开关开关”置于重复，置于重复，“级级/簇簇”置于适中位置，置于适中位置，“峰值电压

7、范围峰值电压范围”置于置于10V挡，调节挡，调节“峰值电压峰值电压%”旋钮使屏幕上的扫描线满度，然后按下旋钮使屏幕上的扫描线满度，然后按下“”按键，观察此时亮点在屏幕上的位置，再将按键复位，调节按键，观察此时亮点在屏幕上的位置，再将按键复位，调节调零旋钮使阶梯波起始级处于亮点位置，这样，阶梯信号的调零旋钮使阶梯波起始级处于亮点位置，这样，阶梯信号的零电平即被校准。零电平即被校准。 （2）注意事项）注意事项 应特别注意阶梯信号选择、功耗限制电阻、峰值电阻应特别注意阶梯信号选择、功耗限制电阻、峰值电阻范围旋钮的使用，如果使用不当会损坏被测晶体管。范围旋钮的使用，如果使用不当会损坏被测晶体管。 测试

8、大功率晶体管和极限参数、过载参数时，应采用测试大功率晶体管和极限参数、过载参数时，应采用单簇阶梯信号，以防过载损坏被测器件。单簇阶梯信号，以防过载损坏被测器件。 测试测试MOS型场效应管时，应特别注意不要使栅极悬空，型场效应管时，应特别注意不要使栅极悬空，以免感应电压过高击穿被测管。以免感应电压过高击穿被测管。第6章 电子元器件测量与仪器 8测试完毕后，使仪器复位，以防下次使用时因疏忽而测试完毕后，使仪器复位，以防下次使用时因疏忽而损坏被测器件。此时应将损坏被测器件。此时应将“峰值电压范围峰值电压范围”置于（置于（010V）挡，挡，“峰值电压调节峰值电压调节”旋到零位，阶梯信号选择开关置于关旋

9、到零位，阶梯信号选择开关置于关挡，挡，“功耗限制电阻功耗限制电阻”置于置于10k以上位置。以上位置。6.5.4 晶体管特性图示仪特性曲线测试举例晶体管特性图示仪特性曲线测试举例晶体管特性图示仪可直接测试晶体管各种组态的输出、晶体管特性图示仪可直接测试晶体管各种组态的输出、输入特性以及各种参数的测量。这里仅介绍部分特性曲线的输入特性以及各种参数的测量。这里仅介绍部分特性曲线的测试方法。测试方法。1. 二极管特性曲线的测试二极管特性曲线的测试二极管特性曲线的测试原理如图二极管特性曲线的测试原理如图6.28所示。所示。测试二极管时只需观察流过二极管的电流与二极管两端测试二极管时只需观察流过二极管的电

10、流与二极管两端电压之间的关系，不必使用阶梯信号源。将二极管的正极和电压之间的关系，不必使用阶梯信号源。将二极管的正极和第6章 电子元器件测量与仪器 9负极分别插入负极分别插入C、E两个两个接线端即可。测正向特接线端即可。测正向特性时加正极性扫描电压，性时加正极性扫描电压，测反向特性时加负极性测反向特性时加负极性扫描电压。集电极扫描扫描电压。集电极扫描电压接至电压接至X轴，轴，RF上的取上的取样电压接至样电压接至Y轴，则可显示出相应的特性。为了能显示出二轴，则可显示出相应的特性。为了能显示出二极管的正反向特性，把未扫描时的亮点调至显示屏的中心位极管的正反向特性，把未扫描时的亮点调至显示屏的中心位

11、置，扳动扫描电压极性开关则可分别显示出正反向特性曲线。置，扳动扫描电压极性开关则可分别显示出正反向特性曲线。新型的晶体管图示仪，集电极扫描电压有双向扫描功能，可新型的晶体管图示仪，集电极扫描电压有双向扫描功能，可使正反向特性曲线同时显示在荧光屏上。根据显示出使正反向特性曲线同时显示在荧光屏上。根据显示出Y放大器X放大器RCRFX偏转板Y偏转板VD图6.28 二极管特性曲线测试原理图第6章 电子元器件测量与仪器 10的特性曲线，依据定义可测量出二极管的各种参数，如整流的特性曲线，依据定义可测量出二极管的各种参数，如整流二极管的正向压降、反向电流，稳压管的稳定电压、动态电二极管的正向压降、反向电流

12、，稳压管的稳定电压、动态电阻等。阻等。 2. 三极管特性曲线的测试三极管特性曲线的测试 （ 1）三极管输出特性曲线测试）三极管输出特性曲线测试 NPN型三极管输出特性曲线测试原理如图型三极管输出特性曲线测试原理如图6.20所示。选所示。选择集电极扫描电压、基极阶梯信号的极性及扫描电压的峰值择集电极扫描电压、基极阶梯信号的极性及扫描电压的峰值电压范围，电压范围，Y轴作用开关置于轴作用开关置于“集电极电流集电极电流”某合适挡位，某合适挡位，X轴作用开关置于轴作用开关置于“集电极电压集电极电压”某合适挡位；基极接入阶梯某合适挡位；基极接入阶梯信号（连续或脉冲），信号（连续或脉冲），“阶梯选择阶梯选择

13、”置于阶梯电流某合适位置于阶梯电流某合适位置，置，“功耗限制电阻功耗限制电阻”选取合适数值，插入被测三极管，加选取合适数值，插入被测三极管，加大集电极扫描电压，即可显示出三极管共射输出特性曲线。大集电极扫描电压，即可显示出三极管共射输出特性曲线。第6章 电子元器件测量与仪器 11（2）三极管输入特性曲线的测试）三极管输入特性曲线的测试三极管输入特性曲线的测试原理如图三极管输入特性曲线的测试原理如图6.29所示。此时被所示。此时被测管的集电极仍接全波整流扫描电压，基极接入连续阶梯测管的集电极仍接全波整流扫描电压，基极接入连续阶梯（或脉冲阶梯）信号，二者极性由被测管管型确定，（或脉冲阶梯）信号，二

14、者极性由被测管管型确定，Y轴作轴作用开关置于用开关置于“基极电流或基极源电压基极电流或基极源电压”，“X轴作用轴作用”置于置于“基极电压基极电压”某合适挡位，阶梯电流某合适挡位，阶梯电流iB及扫描电压及扫描电压uCE的调节的调节方法同上。方法同上。X放大Y 放大RBX偏转板Y偏转板图6.29 晶体三极管输入特性曲线测试原理图放大器RCuBEiB第6章 电子元器件测量与仪器 12PNP型三极管特性曲线测试时，集电极电源极性、阶梯型三极管特性曲线测试时，集电极电源极性、阶梯极性为负极性，与测试极性为负极性，与测试NPN型三极管时的极性相反。型三极管时的极性相反。第6章 电子元器件测量与仪器 13

15、本章小结本章小结 本章主要介绍了伏安法、电桥法、谐振法等集中参数元件的测量与本章主要介绍了伏安法、电桥法、谐振法等集中参数元件的测量与仪器，以及晶体管特性曲线的测量方法与仪器，是电子元器件测量的基仪器，以及晶体管特性曲线的测量方法与仪器，是电子元器件测量的基础知识。础知识。 （1）电子元器件测量主要包括电阻、电容、电感、损耗因数、品质）电子元器件测量主要包括电阻、电容、电感、损耗因数、品质因数等集中参数的测量及晶体管特性参数的测量。低频状态下的电阻、因数等集中参数的测量及晶体管特性参数的测量。低频状态下的电阻、电容、电感属于集中参数元件。电容、电感属于集中参数元件。 （2）伏安法是根据欧姆定律

16、来测量集中元件参数的。测量精确度较）伏安法是根据欧姆定律来测量集中元件参数的。测量精确度较差，仅适用于低频测量，一般用来测量直流电阻。差，仅适用于低频测量，一般用来测量直流电阻。 （3）集中参数元件阻抗的数字化测量实质上属于阻抗）集中参数元件阻抗的数字化测量实质上属于阻抗-电压变换法测电压变换法测量。它利用正弦信号在被测阻抗两端产生交流电压，并对实部和虚部进量。它利用正弦信号在被测阻抗两端产生交流电压，并对实部和虚部进行分离，最后利用电压的数字化测量来实现阻抗的测量。行分离，最后利用电压的数字化测量来实现阻抗的测量。 （4）电桥法是根据电桥平衡条件来测量的。所用仪器称为平衡电桥）电桥法是根据电

17、桥平衡条件来测量的。所用仪器称为平衡电桥或电桥。电桥法比较适合低频阻抗元件的测量，电桥由桥体、零指示器、或电桥。电桥法比较适合低频阻抗元件的测量，电桥由桥体、零指示器、电源等部分组成。电源等部分组成。 第6章 电子元器件测量与仪器 14（5）电桥分为直流电桥和交流电桥，交流电桥又有臂比、臂乘电桥之）电桥分为直流电桥和交流电桥，交流电桥又有臂比、臂乘电桥之分。臂比电桥比较适于测量电容；臂乘电桥比较适于测量电感。分。臂比电桥比较适于测量电容；臂乘电桥比较适于测量电感。 （6）不平衡电桥通过直接测量电桥非平衡状态下流经指示器的电）不平衡电桥通过直接测量电桥非平衡状态下流经指示器的电流或两端电压大小来进行测量。它也可以用来测量集中参数元件。不平衡电流或两端电压大小来进行测量。它也可以用来测量集中参数元件。不平衡电桥易实现集中参数元件的快速数字化测量。桥易实现集中参数元件的快速数字化测量。 （7）谐振法又称）谐振法又称Q表法，是依据表法，是依据LC谐振回路谐振特性而进行测量谐振回路谐振特性而进行测量的方法。谐振法比较适合高频元件的测量。谐振法测量仪器称为的方法。谐振法比较适合