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晶體管特性圖示儀

2020-01-14 09:33:38

晶體管特性圖示儀

 晶體管特性圖示儀是一種專用示波器，它能直接觀察各種晶體管特性曲線及曲性簇。例如:晶體管共射、共基和共集三種接法的輸入、輸出特性及反饋特性；二極管的正向、反向特性；穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓或齊納特性；它可以測(cè)量晶體管的擊穿電壓、飽和電流、自或a參數(shù)等。

技術(shù)指標(biāo)；
（l）Y軸編轉(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%；

（2）X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)：

集電極電壓范圍：0.01～20V/度，分十一檔，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：0.5V/度，誤差≤±3%；

外接輸入： 0.1V/度，誤差≤±3%。

（3）基極階梯信號(hào)：

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(jí)，分五檔；

串聯(lián)電阻：10Ω～22KΩ，分 24檔；

每族級(jí)數(shù)：4～12連續(xù)可變；

每秒級(jí)數(shù)：100或200，共3檔；

階梯作用：重復(fù)、關(guān)、單族，共三檔；

極性：正、負(fù)兩檔；

誤差≤±5%．

（4）集電極掃描信號(hào)：

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時(shí)為10A（平均值），0～200V時(shí)為1A（平均值）；

功耗限制電阻：0～100KΩ，分17檔，誤差≤±5%；

（5）電源：交流 220V ±10%，50Hz±20Hz。

功耗：260VA．

環(huán)境溫度：－10 ℃～+40℃

構(gòu)成；

晶體管特性圖示儀主要由集電極掃描發(fā)生器，基極階梯發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器，X軸電壓放大器，Y 軸電流放大器，示波管，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)生器的主要作用，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)，用于形成水平掃描線。

(2)基極階梯發(fā)生器的主要作用，是產(chǎn)生基極階梯電流信號(hào)，其階梯的高度可以調(diào)節(jié)，用于形成多條曲線簇。

(3)同步脈沖發(fā)生器的主要作用，是產(chǎn)生同步脈沖，使掃描發(fā)生器和階梯發(fā)生器的信號(hào)嚴(yán)格保護(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用，是把從被測(cè)元件上取出的電壓信號(hào)(或電流信號(hào))進(jìn)行放大，達(dá)到能驅(qū)動(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線。

(5)示波器的主要作用是在熒屏面上顯示測(cè)試的曲線圖象。

(6)電源和各種控制電路，電源是提供整機(jī)的能源供給，各種控制電路是便于測(cè)試轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。

原理；
下面以使用本儀器測(cè)試“晶體二極管伏安特性”和“晶體三極管輸出特性”為例，介紹儀器的工作原理。

1．二極管伏安特性的測(cè)試原理

流過二極管的電流I和二極管兩端電壓U的函數(shù)關(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(lái)定量顯示被測(cè)二極管的“伏安特性”。由二極管伏安特性曲線（正向區(qū)）可知，當(dāng)我們將二極管兩端的電壓U由0逐漸增大時(shí)，二極管中的電流I會(huì)按照“二極管方程”的規(guī)律逐漸增大。

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

將這一過程重復(fù)進(jìn)行稱為“電壓掃描”。根據(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(cè)量二極管正向特性曲線時(shí)，由于曲線位于第一象限，所以應(yīng)將原點(diǎn)調(diào)整至屏幕左下角。（而反向特性曲線位于第三象限，應(yīng)將原點(diǎn)調(diào)整至右上角，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軸方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電壓由0逐漸增大時(shí)，光點(diǎn)從最左邊的原點(diǎn)處向右水平移動(dòng)，光跡的長(zhǎng)度和電壓值成正比。同時(shí)，用流過二極管的電流I的值（需變換成電壓）經(jīng)“Y軸放大器”放大后，來(lái)控制示波器光點(diǎn)在Y軸方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電流由0 逐漸增大時(shí)，光點(diǎn)由最下邊的原點(diǎn)處向上垂直運(yùn)動(dòng)，光跡的長(zhǎng)度和電流成正比。兩者的共同作用就會(huì)使示波器的光點(diǎn)在在屏面上顯示出二極管的伏安特性曲線，并可根據(jù)示波管上的刻度定量讀出電壓、電流的數(shù)據(jù)。

測(cè)試二極管伏安特性曲線時(shí)，儀器工作原理如圖1所示。

（1）將“測(cè)試選擇”開關(guān)扳向中間（“關(guān)”），被測(cè)二極管插入測(cè)試臺(tái)左側(cè)“E”和“C”插孔中，這時(shí)二極管沒有加電；當(dāng)其它選項(xiàng)調(diào)節(jié)好后，再將“測(cè)試選擇”扳向“晶體管 A”側(cè)，進(jìn)行加電測(cè)量。

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

“集電極掃描信號(hào)”單元輸出的是頻率為100Hz的脈動(dòng)直流電壓，波形如的正電壓或的負(fù)電壓，由“極性”旋鈕控制，可選“+”或“－”；電壓的峰值由“峰值電壓范圍”選擇，可選“0～20伏”或“0～200伏”，再由“峰值電壓”旋鈕細(xì)調(diào)，可產(chǎn)生上述范圍之間的任意值。注意：測(cè)量半導(dǎo)體器件一般選擇“0～20”，而“0～200”用來(lái)測(cè)試器件的反向擊穿電壓。“功耗限制電阻”串連在電路中起保護(hù)作用，避免過大電流流過被測(cè)管。

測(cè)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(cè)量時(shí)加大到所需值。 “功耗限制電阻”在測(cè)量大電流二極管時(shí)可選幾Ω或幾十Ω，小電流管可選幾十Ω至幾KΩ。

（3）“X軸作用”用來(lái)選擇X軸放大器的測(cè)量對(duì)象和X軸放大器放大倍數(shù)，當(dāng)扳至“集電極電壓”0.1“伏

操作步驟；
1、連接好儀器電源線后，打開儀器電源開關(guān)，接上相關(guān)的測(cè)試夾具，并預(yù)熱10分鐘。

2、通過“輝度”調(diào)節(jié)旋鈕把儀器顯示屏中的光線亮度調(diào)至適當(dāng)狀態(tài)，但不能過亮，以免損壞示波管；通過“聚焦”、和“輔助聚焦”旋鈕盡量把光線調(diào)至細(xì)小、清晰，以提高讀值時(shí)的準(zhǔn)確性；通過上下和左右移動(dòng)旋鈕把光線調(diào)到屏幕最底水平線的中間位置，且與最底線重合，以方便測(cè)試時(shí)讀值。

3、按照待測(cè)三極管的測(cè)試條件要求，結(jié)合儀器面板的相關(guān)旋鈕、按鍵，設(shè)定好相關(guān)測(cè)試條件。

4、把待測(cè)三極管對(duì)應(yīng)極性地插到測(cè)試夾具上的端口，此時(shí)儀器顯示類似下圖的圖形：

5、讀取放大倍數(shù)測(cè)試值。

因?yàn)槿龢O管的放大倍數(shù)β=IC/IB，所以必須要讀出IC值和IB值后才能計(jì)算出放大倍數(shù)，而儀器面板上的“電流/度”旋鈕所設(shè)定的就是IC每格的值，“電流-電壓/級(jí)”旋鈕設(shè)定的就是IB每級(jí)的值。IC值是看圖形的縱坐標(biāo)格數(shù)來(lái)讀取的，IB值則是看波形的級(jí)數(shù)來(lái)讀取的，假設(shè)以上圖測(cè)試波形為例：“電流/度”旋鈕設(shè)定的值是10mA，“電流-電壓/級(jí)”旋鈕設(shè)定的值是1mA，通過上圖波形可看出，波形所占據(jù)的縱坐標(biāo)格數(shù)是3.4格，波形的級(jí)數(shù)是2級(jí)，因此放大倍數(shù)計(jì)算如下：

β=IC/IB=(10mA×3.4格)÷(1mA×2級(jí))=34mA÷2mA=17

6、如需繼續(xù)測(cè)試則重復(fù)4—5步驟，測(cè)試完畢后關(guān)閉儀器電源。

注意事項(xiàng)；
1、待測(cè)管插入測(cè)試端口時(shí)，一定要對(duì)應(yīng)極性，以免損壞元件性能。

2、在進(jìn)行MOS管耐壓測(cè)試時(shí)，測(cè)試端口會(huì)有高壓輸出，不得用人體的任何部分接觸測(cè)試端口及被測(cè)元件的引腳，以防被電。

3、要時(shí)常保持儀器和測(cè)試夾具清潔，以減小或消除因測(cè)試端口內(nèi)灰塵過多產(chǎn)生的測(cè)試誤差。

4、當(dāng)儀器測(cè)試誤差較大或出現(xiàn)其他故障時(shí)要及時(shí)上報(bào)。

用途；

晶體管特性圖示儀可用來(lái)測(cè)定晶體管的共集電極、共基極、共發(fā)射極的輸入特性、輸出特性、轉(zhuǎn)換特性、α、β參數(shù)特性；可測(cè)定各種反向飽和電流 ICBO、ICEO、IEB0和各種擊穿電壓 BUCBO、BUCEO、BUEBO等；還可以測(cè)定二極管、穩(wěn)壓管、可控硅、隧道二極管、場(chǎng)效應(yīng)管及數(shù)字集成電路的特性，用途廣泛。

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晶體管特性圖示儀