半导体二极管参数的测量课件

4.2.4半导体二极管参数的测量

二极管是整流、检波、限幅、钳位等电路中的主要器件。一、半导体二极管的特性和主要参数1．二极管的主要特性

二极管最主要的特性是单向导电特性，即二极管正向偏置时导通；反向偏置时截止。2．二极管的主要参数（1）最大整流电流指管子长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。（2）反向电流指在一定温度条件下，二极管承受了反向工作电压、又没有反向击穿时，其反向电流值。（3）反向最大工作电压指管子运行时允许承受的最大反向电压。应小于反向击穿电压。（4）直流电阻指二极管两端所加的直流电压与流过它的直流电流之比。良好的二极管的正向电阻约为几十Ω到几kΩ；反向电阻大于几十kΩ到几百kΩ。（5）交流电阻r二极管特性曲线工作点Q附近电压的变化量与相应电流变化量之比。（6）二极管的极间电容势垒电容与扩散电容之和称为极间电容。在低频工作时，二极管的极间电容较小，可忽略；在高频工作时，必须考虑其影响。（2）极性的判别根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点可判别二极管的极性。在测得阻值较小的一次测量中，如果用模拟万用表来测，与黑表笔相接一端为二极管正极，另一端为负极。若用数字万用表则相反。（3）管型的判别硅二极管的正向压降一般为0.6~0.7V，锗二极管的正向压降一般为0.1~0.3V，通过测量二极管的正向导通电压，就可以判别被测二极管的管型。方法：1.5VR1KΩV2．数字式万用表测量二极管一般数字万用表上都有二极管测试档，实际测量的是二极管的直流压降。3．用晶体管图示仪测量二极管直接显示二极管的伏安特性曲线。4.2.5半导体三极管参数的测量半导体三极管是内部含有两个PN结、外部具有三个电极的半导体器件。一、三极管的主要参数1．直流电流放大系数定义为集电极直流电流与基极直流之比。2．交流电流放大系数三极管在有信号输入时，定义为集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比。3．穿透电流基极b开路，集电极c与发射极e间加反向电压时的集电极电流。硅管的在几微安以下。4．反向击穿电压是基极b开路，集电极c与发射极e间的反向击穿电压。5．集电极最大允许电流是值下降到额定值的1/3时所允许的最大集电极电流。6．集电极最大允许功耗

是集电极上允许消耗功率的最大值。、、值由器件手册可查得，、、可以用晶体管图示仪进行测量。具体步骤用模拟万用表红黑表笔分别测量三极管任意两个脚，每两个脚正反都测量一次。如果有且只有两个脚间的电阻无论正反向都无穷大，那么这两个脚一定是集电极和发射极，剩下的那个脚就是基极b。（2）发射极和集电极的判别判别发射极和集电极的依据是：发射区的杂质浓度比集电区的杂质浓度高，因而三极管正常运用时的β值比倒置运用时要大得多。（3）电流放大倍数的估测测量集电极和发射极间的电阻（对NPN，黑笔接集电极，红笔接发射极；PNP的相反），用手捏着基极和集电极，观察表针摆动幅度的大小，表针摆动越大，β值越大。2．用数字万用表测量三极管一般数字万用表都有测量三极管的功能，将晶体管插入测试孔就可以读出β值。3．用晶体管特性图示仪测量三极管4.4集成电路参数的测试4.4.1TTL与非门外部特性测试

外部特性，是指通过集成电路芯片引脚反映出来的特性。TTL与非门的外部特性主要有电压传输特性、输入特性、输出特性、电源特性和传输延迟特性等。1.空载导通电源电流

（对应有空载导通功耗）

是指输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态时，电源提供的电流。将空载导通电源电流乘以电源电压就得到空载导通功耗，即。一般，TTL与非门的典型值为30几毫瓦，通常要求。2.空载截止电源电流（对应空载截止功耗）指输入端接低电平，输出端开路时电源提供的电流。测试方法如图4.21所示。

将空载截止电源电流乘以电源电压就得到空载截止功耗。即。

一般要求。测试方法如图4.2１所示（以74LS20二输入与非门为例）。图4.21ICCH测试图245174LS20614mAＵCC7图中第１脚接地，输出端悬空，毫安表指示的数值即为ICCH。

又称低电平输入短路电流，是输入端短路测得的电流。测试方法如图4.22所示。通常典型与非门的值为1.4mA。245ＵCC1474LS2067mA1图4.22I1S测试图3.输入短路电流5.扇出系数

扇出系数是指输出端最多能带同类门的个数，它反映了与非门的最大负载能力。为时允许灌入的最大灌入负载电流，IIS

是低电平输入短路电流。一般。测试电路如图4.24所示。图4.24扇出系数测试电路7mAI0maxＵCCRL1kΩ146Ｕ0245174LS20V图4.25CMOS集成门

输出高低电平的测试电路ＵDD=10V≥1Ｕ0V一般地：2.开门电平和关门电平开门电平是指输出由高电平转换为临界低电平（一般取0.1）所需要的最小输入高电平。关门电平是指输出由低电平转换为临界高电平（一般取0.9）所需要的最大输入低电平。ＵDD=10V≥1Ｕ0VVRP测试时，若，则对应于的为；对应于的为。图4.26开关门电平测试电路3.静态功耗CMOS静态功耗测试电路与TTL静态功耗测试电路相同。4.传输特性曲线CMOS器件传输特性可用图4.26电路测量。CMOS器件传输特性测量图ＵCC=10V≥1Ｕ0VVRP测试时①调节输入电压电位器RP，选择若干个电压值；②测量相应的输出值；③由测得的数据作出曲线；④从曲线中读出标准输出高电平、标准输出低电平