【正文】 電路及裝置，能同時(shí)觀察二級(jí)管的正反向輸出特性曲線、簡(jiǎn)化測(cè)試手續(xù)。 電子測(cè)量技術(shù) 晶體管特性圖示儀 課 程 設(shè) 計(jì) 班級(jí)： 專業(yè)： 制作單位： 目 錄 一． XJ4810半導(dǎo)體管特性圖示儀簡(jiǎn)介 二、圖示儀工作原理與 面板功能介紹 三．整機(jī)組成簡(jiǎn)述 四．晶體管特性的圖示方法 五．圖示儀的計(jì)量與校準(zhǔn) 六．圖示儀的使用要點(diǎn) 七．圖示儀實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)記錄 八．實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得 晶體管特性圖示儀 晶體管特性圖示儀是一種測(cè)量晶體管特性曲線的專用儀器，它可以在示波管的屏幕上顯示出被測(cè)晶體管的輸入特性曲線或輸出特性曲線，通過(guò)標(biāo)尺刻度讀出晶體管的各項(xiàng)特 性參數(shù)，如晶體管的電流放大系數(shù)、極限參數(shù)、反向漏電流等等。 配有雙簇曲線顯示電路，對(duì)于中小功率晶體管各種參數(shù)的配對(duì)，尤為方便。 在測(cè)試器件過(guò)程中，階梯信號(hào)及掃描電壓應(yīng)先調(diào)至最小，然后由小至大，以免對(duì)被測(cè)器件造成沖擊。 具有β、 gm 值的自動(dòng)測(cè)量。 測(cè)試臺(tái)系統(tǒng) 測(cè)試模式選擇 : 大電流正極性測(cè)試、大電流負(fù)極性測(cè)試、小電 流測(cè)試、零電壓、零電流、小電流左右測(cè)試座選擇。 5％177。 串聯(lián)電阻 a)范圍 : 0、 1K、 100K； b)分檔 :分 3檔； c)誤差 : R177。 顯示器 :采用彩色液晶顯示器、 640X480像素 電源和連接 a)最大功耗 圖示儀工作時(shí)的最大輸入功率不超過(guò) 400W； b)電源額定值 電 源 電 壓 檔 級(jí) 額定電壓 : 220V177。 3．集電極電源。 狹脈沖形成階梯電壓發(fā)生器電壓—電流轉(zhuǎn)換器電子開關(guān)集電極掃描電壓R f 是集電極電流取樣電阻電流∕度電壓∕度集電極電壓X 軸放大器移位移位X 軸作用控制單元Y 軸作用控制單元Y 軸放大器X1X2Y1Y2高頻高壓階梯電壓計(jì)數(shù)狹脈沖 階梯電流V/級(jí) mA/級(jí)X1X2Y1Y239。（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“－”。 （ 2）測(cè)試二極管時(shí)，基極“階梯信號(hào)”不起作用。 （ 4）“ Y 軸作用 ”用來(lái)選擇 Y 軸放大器的測(cè)量對(duì)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(cè)量對(duì)象是“電流采樣電阻”兩端的電壓值 —— 與流過(guò)二極管的電流值對(duì)應(yīng)， Y 軸方向每格代表 1 毫安。dd39。 上述集電極電壓 VCE變化的過(guò)程過(guò)程可以表示為： ca39。 （ 3）“基極階梯信號(hào)”： “極性”選“＋”； “階梯作用”選“重復(fù)”； “級(jí)∕秒”選“ 200”； “階梯選擇”的“ mA∕級(jí)”選 （即輸出為階梯電流，每級(jí)階梯為 10μ A）； “級(jí)∕族”用來(lái)設(shè)置一族曲線的條數(shù)，即階梯電流的級(jí)數(shù)，一般可根據(jù)顯示的穩(wěn)定情況，選 4～ 10 級(jí)，級(jí)數(shù)較大會(huì)造成顯示閃動(dòng)，觀察不方便。在測(cè)試時(shí)，應(yīng)根據(jù)顯示情況調(diào)節(jié)。所以， 1 0 0A40mA4II BC ＝μ∕＝∕β ＝ ； 共射交流電流放大系數(shù) ～β ：測(cè)試條件為 IC = 4mA， UCE = 3V。 AC 擋的設(shè)置專為二極管或其他元件的測(cè)試提供雙向掃描，以便能同時(shí)顯示器件正反向的特性曲線。 12. 輔助聚焦：與聚焦旋鈕配合使用。 ，同時(shí)指示燈 14 亮 . 16. Y 軸增益：校正 Y 軸增益。 22. 調(diào)零旋鈕 ：測(cè)試前，應(yīng)首先調(diào)整階梯信號(hào)的起始級(jí)零電平的位置。 28. 極性按鍵：極性的選擇取決于被測(cè)管的特性。 36. 二極管反向漏電流專用插孔（接地端）。 外接 220V 50HZ電源通過(guò)自耦調(diào)壓器提供了集電極掃描變壓器的初級(jí)電壓，在其次級(jí)得到三組對(duì)稱的交流電壓，經(jīng)整流輸出 10V、 100V、 500V三組脈動(dòng)的掃描電壓，由峰值電壓范圍開關(guān)選擇不同的輸出檔級(jí)，并且利用自耦調(diào)壓器的調(diào)壓作用，使輸出電壓從０到該檔級(jí)所規(guī)定的最高電壓，且連續(xù)可調(diào)。 ： 主電源為整機(jī)提供 +150V，177。 1V 1R4 組成過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)電流過(guò)載時(shí)，１Ｒ 4 兩端的壓降使１Ｖ 7 的eb 結(jié)正偏而導(dǎo)通，從而控制了推動(dòng)管和調(diào)整管的基極電流，起到過(guò)流保護(hù)作用。 － 100V 電源由 1V34～ 1V37橋式電路整流， IC8 濾波及 1V45~48 串聯(lián)穩(wěn)壓而 得到。 功耗限制電阻開關(guān)用來(lái)變換串聯(lián)在被測(cè)管集電極回路的電阻值，以限制其最大輸出電流。 6V 6V2 組成的分割負(fù)載倒相器，在其集電極、發(fā)射極二個(gè)相同的阻值的負(fù)載上分別輸出幅度相同、相位相反的信號(hào)，并分別送至 6V 6V 6V6V6，經(jīng)削波后分別送至 6V 6V8的基極，再經(jīng)放大和混合后形成 200ＨＺ脈沖信號(hào)，再經(jīng) 6V9 射極跟隨及 6V 6V11 分差放大后得到一組幅度相等的脈沖，經(jīng) 6V12跟隨后作為觸發(fā)脈沖輸出。 階梯作用由 6C1 6C22及開關(guān)６Ｓ ６Ｓ 3等進(jìn)行控制。 階梯放大器輸出的階梯信號(hào)分正、負(fù)兩種，由極性開關(guān)７Ｓ１進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電位器７Ｒ６７為階梯零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器。 圖 221 測(cè)量共發(fā)射極特性曲線的原理圖 圖 222 發(fā)射極輸入特性曲線族 ⒈ 測(cè)繪輸入特性曲線族 晶體管的共發(fā)射極輸入特性曲線族如圖 212 所示。它的工作原理與圖 223 的相同，這里不再贅述。 % 標(biāo)準(zhǔn)電表箱 10Ω、 100Ω、 1KΩ、 10KΩ、 105KΩ共 5檔， 各檔誤差≤177。 4） X軸偏轉(zhuǎn)系數(shù)計(jì)量。 將圖示儀階梯選擇開關(guān)置 “階梯電壓 ”檔，階梯作用開關(guān)置 “重復(fù) ”級(jí) /簇開關(guān)置“10”， X軸選擇開關(guān)置 VBE相應(yīng)檔級(jí)， Y軸選擇開關(guān)置 IC任意檔，集電極電源調(diào)零，此時(shí)應(yīng)獲得圖 18示基本圖形。 5V、177。 3． 100 電源校準(zhǔn)：用精度高于或等于 1%的電壓表接電源印制板插座 8 腳，另一端接地，調(diào) 100V校準(zhǔn)電位器 7R13，使電壓達(dá)到 100V。 調(diào) 2R1 使圖 12 右邊的轉(zhuǎn)角線垂直。 6. 選擇需要的基極階梯信號(hào)，將極性、串聯(lián)電阻置于合適擋位，調(diào)節(jié)級(jí) /簇旋鈕，使階梯信號(hào)為 10 級(jí) /簇，階梯信號(hào)置重復(fù)位置。 4. 對(duì)被測(cè)管進(jìn)行必要的估算，以選擇合適的階梯電流或階梯電壓，一般宜先小一點(diǎn)，再根據(jù)需要逐步加大。 ，要從低逐漸升高，否則基極階梯電流過(guò)大時(shí)會(huì)損壞小功率管。 3 將水平通道和垂直通道同時(shí)加上校正信號(hào)，調(diào)節(jié)位移旋鈕，則可以找到坐標(biāo)原點(diǎn) （ 4）晶體管特性測(cè)試方法 根據(jù)被測(cè)管管型和所需測(cè)量的電流、電壓范圍，正確選擇掃描電壓范圍 和合理調(diào)節(jié)峰值電壓大小，正確選擇階梯輸入信號(hào)的幅度。 1 179。特別在測(cè)量晶體管擊穿電壓時(shí)更需要注意，可以將功耗限制電阻取得更大一些。以上測(cè)試時(shí)，被測(cè)電流數(shù)值較小，顯示的數(shù)值一定要減去 分壓電阻中流過(guò)的電流IC＝ UA／ RU。 校準(zhǔn)信號(hào)檢查。 掃描信號(hào)檢查。 4．培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。其實(shí)應(yīng)該是毛刺的問(wèn)題 ,后來(lái)將所生成的方波與 Vcc 相 “與 ”使毛刺消除后 ,得到非常完美的波形。本設(shè)計(jì)還可以采用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)與制作。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題。將亮點(diǎn)調(diào)到熒光屏坐標(biāo)正中，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)掃描電壓調(diào)節(jié)電位器，可以看到光點(diǎn)形成向左伸延的一根水平線，如將極性開關(guān)扳到“ — ”，則形成向右伸延的一根水平線，則表示集電極掃描電壓發(fā)生器工作正常。將儀器插上電源，打開電源開關(guān)，指示燈即發(fā)光。 圖示儀外觀和校準(zhǔn)信號(hào)的檢查 直觀檢查是不用測(cè)試設(shè)備的條件下檢查儀器是否能正常工作。測(cè)試完畢后應(yīng)先將掃描電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底，然后再關(guān)機(jī)。 1 179。根據(jù)測(cè)試組態(tài)，將被測(cè)管接到測(cè)試臺(tái)上。 確，將所有需調(diào)節(jié)的電壓、電流置于最小值位置，然后分別調(diào)整到所需值。 5. 在進(jìn)行 ICM的測(cè)試時(shí)，一般采用單簇為宜，以免損壞被測(cè)管。 （ 2）． 測(cè)試前注意事項(xiàng) 為保證儀器的合理使用，既不損壞被測(cè)晶體管，也不損壞儀器內(nèi)部線路，在使用儀器前應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 1. 對(duì)被測(cè)管的主要直流參數(shù)應(yīng)有一個(gè)大概的了解和估計(jì)，特別要了解被測(cè)管的集電極最大允許耗散功率 PCM、最大允許電流 ICM和擊穿電壓 BVEBO、 BVCBO 。 反饋放大器調(diào)零 先將面板“調(diào)零”調(diào)好，當(dāng) X 軸選擇開關(guān) VBE 與階梯選擇開關(guān)同時(shí)置于 、 、 、 、 1V時(shí)，光點(diǎn)應(yīng)與坐標(biāo)刻度一一對(duì)應(yīng)，調(diào)節(jié) 2R57 使光點(diǎn)起始位置基本不變。然后測(cè)量 +1400V， +1400V 是大約數(shù)，在+1300V~1500V范圍內(nèi)均可。 5V 電 壓在 ~，177。 改變階梯電壓極性，按同樣方法，測(cè)得各檔 10級(jí)階梯電壓偏轉(zhuǎn)量，并按式（ 2）計(jì)算誤差。調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源，使其輸出值為被測(cè)集電極電壓檔級(jí)的 10倍，然后將顯示選擇開關(guān) “┴ ”鍵復(fù)位，光點(diǎn)即向右偏移 n度。 V—標(biāo)準(zhǔn)電壓實(shí)測(cè)值。依次取不同的 VcE值，可獲得一組輸入特性曲線。 圖 223 測(cè)量輸入特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路 為了近似實(shí)現(xiàn)可調(diào)直流恒流源，在輸入端由可調(diào)直流電壓源（由Ｅ b 和 Rw1組成）串接５１ｋ ?的大阻值電阻Ｒ加到三極管的基極上。其中之一就是直接利用直流電源和直流電表進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量，這種方法稱為逐點(diǎn)測(cè)量法。單穩(wěn)態(tài)6V3 34被回掃脈沖觸發(fā)后可延發(fā) 6V26的導(dǎo)通時(shí)間，使第一次階躍不能形成階梯，使 10 級(jí)下每簇曲線的圖形保持一致，有利于圖象的穩(wěn)定。 階梯發(fā)生器： 階梯（形成電路）發(fā)生器由 6V13～ 6V19組成，階梯級(jí)數(shù)控制電路由 6V20～6V26組成。 當(dāng)峰值 范圍開關(guān)置于 10V 時(shí)，Ｙ軸開關(guān)置２～ 20A／ div 各檔時(shí)，儀器可輸出大電流，其通道由 3K1~4繼電器提供，電流取樣電阻為 5R46，由于 3R5的存在，大電流將不會(huì)通過(guò)峰值范圍開關(guān)、極性開關(guān)及功耗電阻開關(guān)，其時(shí)功耗電阻將為零。 供給高頻高壓用的＋ 15V 未穩(wěn)壓直流電源是由 1V53～ 1V56 橋式整流和 1C12電容濾波后而得到。 ２．177。 12V電壓，階梯放大器用的 — 15V，+25V電壓，高頻高壓用的 +15V電壓以及示波管用的燈絲電源等。 來(lái)自主電源變壓器 50V繞組的 50HZ 電壓，經(jīng)過(guò)觸發(fā)脈沖形成電路，形成了階梯信號(hào)的觸發(fā)脈沖，通過(guò)級(jí)／秒開關(guān)的控制可輸出 100Hz 或 200HZ 的觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖輸入階梯形成電路，在輸出端形成階梯信號(hào)，該階梯信號(hào)根據(jù)需要由級(jí)／簇電位器在０～１０級(jí)內(nèi)調(diào)節(jié)。 38. Y 軸信號(hào)輸入： Y 軸選擇開關(guān)置外接時(shí)， Y 軸信號(hào)由此插座輸入。 圖 A24 XJ4810 型半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)試臺(tái) 30. 測(cè)試選擇按鍵： ⑴ “左”、“右”、“二簇”：可以在測(cè)試時(shí)任選左右兩個(gè)被測(cè)管的特性，當(dāng)置于“二簇”時(shí)，即通 過(guò)電子開關(guān)自動(dòng)地交替顯示左右二簇特性曲線，此時(shí)“級(jí) /簇”應(yīng)置適當(dāng)位置，以利于觀察。 23. 階梯信號(hào)選擇開關(guān)：可以調(diào)節(jié)每級(jí)電流大小注入被測(cè)管的基極，作為測(cè)試各種特性曲線的基極信號(hào)源，共 22 擋。 ：分轉(zhuǎn)換、接地、校準(zhǔn)三擋，其作用是： ⑴ 轉(zhuǎn)換：使圖像在Ⅰ、Ⅲ象限內(nèi)相互轉(zhuǎn)換，便于由 NPN 管轉(zhuǎn)測(cè) PNP 管時(shí)簡(jiǎn)化測(cè)試操作?？梢赃M(jìn)行集電極電流、基極電壓、基極電流和外接的不同轉(zhuǎn)換。為了盡量減小電容性電流 ，測(cè)試前應(yīng)調(diào)節(jié)電容平衡，使容性電流減至最小。所以： ～β ＝Δ IC∕Δ IB＝（ 4－ 3） mA∕（ 40－ 30）μ A＝ 100； 飽和壓降 UCES ： UCES≈ 1V ； 基極開路時(shí)，集電極、發(fā)射極間的擊穿電壓 BUCE0 ： BUCE0 ≈ 63V 整機(jī)線路方框 圖 XJ4810 型晶體管特性圖示儀面板功能介紹 階梯信號(hào)發(fā)生器階梯信號(hào)功率放大大功率集電極脈沖掃描電源掃描電源工作狀態(tài)控制階梯信號(hào)預(yù)處理被測(cè)器件集電極電流采樣隔離放大器集電極電壓信號(hào)預(yù)處理高精度多路A/D 變換器失常監(jiān)控和保護(hù)電源顯示器屏幕顯示器電路打印機(jī)接口面板鍵入控制 中央處理器控制驅(qū)動(dòng)電路圖三整機(jī)線路方框圖 XJ4810 型半導(dǎo)體管特性圖示儀面板功能介紹 XJ4810 型半導(dǎo)體管特性圖示儀實(shí)物圖 XJ4810 型晶體管特性圖示儀面板如上圖所示： 1. 集電極電源極性按鈕，極性可按面板指示選擇。 圖 （ b）是測(cè)試所得的“三極管輸出特性曲線”示意圖。如果設(shè)置不當(dāng)，可能造成波形顯 示不全或顯示太小。箭頭上是 IB值。I B 0a a a a ab c d eY軸作