半导体管特性图示仪的使用

本文格式为Word版，下载可任意编辑——半导体管特性图示仪的使用)半导体管特性图示仪的使用和晶体管参

数测量

：本站来源：.发布时间：2023-3-99:12:09[收藏][评论]

半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量一、试验目的

1、了解半导体特性图示仪的基本原理

2、学习使用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和参数。

二、预习要求

1、阅读本试验的试验原理，了解半导体图示仪的工作原理以及XJ4810型半导体

管图示仪的各旋钮作用。

2、复习晶体二极管、三极管主要参数的定义。

三、试验原理

（一）半导体特性图示仪的基本工作原理

任何一个半导体器件，使用前均应了解其性能，对于晶体三极管，只要知道其输入、输出特性曲线，就不难由曲线求出它的一系列参数，如输入、输出电阻、电流放大倍、漏电流、饱和电压、反向击穿电压等。但如何得到这两组曲线呢？最早是利用图4-1的伏安法对晶体管进行逐点测试，而后描出曲线，逐点测试法不仅既费时又吃力，而而且所得数据不能全面反映被测管的特性，在实际中，广泛采用半导体特性图示仪测量的晶

体管输入、输出特性曲线。

图4-1逐点法测试共射特性曲线的原理线路

用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和各种直流参量的基本原理是用图4-2

（a）

中幅度随时间周期性连续变化的扫描电压UCS代替逐点法中的可调电压EC，用图4-2（b）所示的和扫描电压UCS的周期想对应的阶梯电流iB来代替逐点法中可以逐点改变基极电流的可变电压EB，将晶体管的特性曲线直接显示在示波管的荧光屏上，这样一来，荧光屏上光点位置的坐标便代替了逐点法中电压表和电流表的读数。

1、共射输出特性曲线的显示原理

当显示如图4-3所示的NPN型晶体管共发射极输出特性曲线时，图示仪内部和被测晶体管之间的连接方式如图4-4所示.T是被测晶体管,基极接的是阶梯

波信号源,

由它产生基极阶梯电流ib集电极扫描电压UCS直接加到示波器(图示仪中相当于示波器的部分,以下同)的X轴输入端,,经X轴放大器放大到示波管水平偏转板上集电极电流ic经取样电阻R得到与ic成正比的电压,UR=ic,R加到示波器的Y轴输入端,经Y轴放大器放大加到垂直偏转板上.子束的偏转角与偏转板上所加电压的大小成正比,所以荧光屏光点水

平方向移动距离代表ic的大小,也就是说,荧光屏平面被模拟成了uce-ic平面.

图4-4输出特性曲线显示电路输出特性曲线的显示过程如图4-5所示

当t=0时,iB=0ic=0UCE=0两对偏转板上的电压均为零,设此时荧光屏上

光点的位置为坐标原点。

在0-t1,这段时间内,集电极扫描电压UCS处于第一个正弦半波周期。

图4-5晶体管输出特性曲线的显示过程

UCE开始由零逐渐增大到最大值，然后再由最大值逐渐减少到零，它在水平方向上影响电子束，由于这段时间内iB＝IBO＝0，ic＝ICEO，其大小决定于被测晶体管本身的特性，且随UCE而变，它在垂直方向上使电子束发生相应的偏转。由于UCE在水平方向上和ic在垂直方向上对电子束的作用是同时存在的，二者作用的结果，使光点从坐标原点出发，沿着向右上方伸展的一条曲线逐渐移到最大，再由最大沿原路逐渐回到坐标原点，这条曲线（光点移动的轨迹）就是iB＝IBO＝0所对应的那条输出特性曲

线。

在正弦半波的第一个周期刚刚终止，其次个周期刚开始的t1时，ib值从零跳变到IB1。

在t1－t2这段时间内，集电极扫描电压处于正弦半波的其次个周期，它在水平方

向上对电流束的影响与0－t1的一样，由于t1－t2这段时间内iB=IB1值恒定不变，所以ic

的大小仅取决于管子本身的特性和UCE的变化，并在垂直方向上使电子束发生相应的偏转，UCE和ic对电子束作用的结果，使得荧光屏上的光点从坐标原点出发，沿着向右上方伸展的另一条曲线逐渐移到最大，在由最大沿原路逐渐移回到坐标原点。

这条曲线就是ib=IB1所对应的输出特性曲线。

在其次个周期的正弦半波扫描电压刚刚终止，第三个周期刚开始的t2时刻，ib值从IB1跳

变到IB2。

在t2-t3这段时间内，由扫描电压的第三个正弦半波进行扫描，且ib=IB2，光点移动的轨迹ib=IB2所对应的那条输出特性曲线。

就这样，ib每取一个值，就有一个周期的正弦半波进行扫描，光点移动的轨迹就是一条新的特性曲线，基极电流有几个取值（包括ib=0），光点就要依次扫过几条曲线，例如图4－5中，光点要依次扫过七条曲线。当最终一条曲线扫完后，光点回到原点，ib值的跳变完成一个周期又跳回到ib=IB0=0的状态，以后便重复上述过程，光点开始第

二次依次扫过iB=0,iB=IB1,iB=IB2所对应的输出特性曲线。

以上的探讨可以看到，在基极阶梯电流的每一个周期内，光点要依次扫过每条输出特性曲线一个来回。当基极阶梯电流的频率足够高（周期足够短），即单位时间内光点扫过的每条曲线得次数足够多时，借助于示波管的余辉时间和人眼的视觉暂留，我们就

能看到输出特性曲线，完整、明了而稳定地显示在荧光屏上。

需要说明的是：图4－5中每条曲线分成两条来画，只是为了说明光点的移动方向，实际上它们是重合在一起的。另外ib=IB0=0的一条输出特性曲线离横轴较远，这是浮夸

了的状况，实际上由于ICEO很小，此曲线基本上和横轴叠合，对硅管更是如此。

2、共射输入特性曲线的显示原理

当显示如图4－6所示的NPN型晶体管的共发射极输入特性曲线时，图示仪内

部和被测晶体管之间的接线方式如图4－7所示。

图4-7输入特性曲线显示电路

从图4－7中可以看到，此时Y轴（垂直偏转板）加的是反映基极阶梯电流iB大小的信号电压iBR0，X轴（水平偏转版）加的是与iB相对应的不均匀的变化电压UBE,

荧光屏平面就被模拟成UBE－iB平面。

当集电极扫描电压和基极阶梯电流有如图4－2所示的对应关心时，图4－7电

路的工作过程（即输入特性曲线的显示过程）将如图4－8所示。

在0－t1－t2这段时间内，集电极扫描电压uCS处在第一个正弦半波周期，随之变化的集电极电压UCE按正弦半波规律将从零逐渐增大到最大值，再由最大值逐渐减小到零，此时iB=IBO=0,uBE也为零，而对偏转板上的信号电压均为零，电子束打到荧光屏上的0点，

设此点为坐标点。

当光点由E’返回到E点的t12时刻，UCE=0，iB值的调变完成一个周期，立刻从IB5跳回到IB0=0与iB相对应的UBE值的跳变也必然完成一个周期，在iB变化的同时跳回到零。IB和

UBE对电子束的合作用，使得光点从最高的E点跳回到坐标原点0。

再t12以后的时间里，0-t12的状况完全一致，。就这样，在基极阶梯电流的频率足够高，即单位时间内扫过上述路径的次数足够多时，借助于示波管的余晖时间和人烟的视觉暂留，光点扫过的整个路径便明白而稳定的显示在荧光屏上，这就是我们所要得到的晶体管共发射极输入特性曲线。其中，左面的一条是对应着UCE=0的输入特性曲线，而各水平亮线右短的光迹，也就是连接A’、B’、C’、D’……诸点所得到的曲线为UCE=UCEM所对应的输入特性曲线。但在共射极输入特性曲线中，UCE≥1V以后，曲线不再随UCE的

增大而向右移，说明UCE≥1V后的各曲线基本上是重合在一起的。

（二）XJ4810型半导体管图示仪各开关旋钮的作用

JT-1型晶体管图示仪各旋钮、开关的作用蚕茧本