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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；穩壓管的穩壓或齊納特性；它可以測量晶體管的擊穿電壓、飽和電流、自或a參數等。

技術指標；
（l）Y軸編轉因數：

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軸偏轉因數：

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：

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，分五檔；

串聯電阻：10Ω～22KΩ，分 24檔；

每族級數：4～12連續可變；

每秒級數：100或200，共3檔；

階梯作用：重復、關、單族，共三檔；

極性：正、負兩檔；

誤差≤±5%．

（4）集電極掃描信號：

峰值電壓：0～20V、0～200V兩檔，正、負連續可調；

電流容量： 0～20V時為10A（平均值），0～200V時為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．

環境溫度：－10 ℃～+40℃

構成；

晶體管特性圖示儀主要由集電極掃描發生器，基極階梯發生器，同步脈沖發生器，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)集電極掃描發生器的主要作用，是產生集電極掃描電壓，其波形是正弦半波波形,幅值可以調節，用于形成水平掃描線。

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

(3)同步脈沖發生器的主要作用，是產生同步脈沖，使掃描發生器和階梯發生器的信號嚴格保護同步。

(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，是把從被測元件上取出的電壓信號(或電流信號)進行放大，達到能驅動顯示屏發光之所需，然后送至示波管的相應偏轉板上，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試的曲線圖象。

(6)電源和各種控制電路，電源是提供整機的能源供給，各種控制電路是便于測試轉換和調節。

原理；
下面以使用本儀器測試“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試原理

流過二極管的電流I和二極管兩端電壓U的函數關系稱為“二極管伏安特性”。本儀器通過顯示“伏安特性曲線 ”來定量顯示被測二極管的“伏安特性”。由二極管伏安特性曲線（正向區）可知，當我們將二極管兩端的電壓U由0逐漸增大時，二極管中的電流I會按照“二極管方程”的規律逐漸增大。

二極管方程式中：在環境溫度為300K時，UT≈26mV 。

將這一過程重復進行稱為“電壓掃描”。根據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”旋鈕調整掃描的原點在示波器屏幕的左下角或右上角。當測量二極管正向特性曲線時，由于曲線位于第一象限，所以應將原點調整至屏幕左下角。（而反向特性曲線位于第三象限，應將原點調整至右上角，并將掃描電壓極性選擇為“－”。）二極管兩端的電壓U的值經“X軸放大器”放大后，控制示波器光點在X軸方向的運動。當電壓由0逐漸增大時，光點從最左邊的原點處向右水平移動，光跡的長度和電壓值成正比。同時，用流過二極管的電流I的值（需變換成電壓）經“Y軸放大器”放大后，來控制示波器光點在Y軸方向的運動。當電流由0 逐漸增大時，光點由最下邊的原點處向上垂直運動，光跡的長度和電流成正比。兩者的共同作用就會使示波器的光點在在屏面上顯示出二極管的伏安特性曲線，并可根據示波管上的刻度定量讀出電壓、電流的數據。

測試二極管伏安特性曲線時，儀器工作原理如圖1所示。

（1）將“測試選擇”開關扳向中間（“關”），被測二極管插入測試臺左側“E”和“C”插孔中，這時二極管沒有加電；當其它選項調節好后，再將“測試選擇”扳向“晶體管 A”側，進行加電測量。

（2）測試二極管時，基極 “階梯信號”不起作用。加在被測二極管上的電壓由“集電極掃描信號”單元提供。

“集電極掃描信號”單元輸出的是頻率為100Hz的脈動直流電壓，波形如的正電壓或的負電壓，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”旋鈕細調，可產生上述范圍之間的任意值。注意：測量半導體器件一般選擇“0～20”，而“0～200”用來測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作用，避免過大電流流過被測管。

測量二極管時，調節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”，正式測量時加大到所需值。 “功耗限制電阻”在測量大電流二極管時可選幾Ω或幾十Ω，小電流管可選幾十Ω至幾KΩ。

（3）“X軸作用”用來選擇X軸放大器的測量對象和X軸放大器放大倍數，當扳至“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，接上相關的測試夾具，并預熱10分鐘。

2、通過“輝度”調節旋鈕把儀器顯示屏中的光線亮度調至適當狀態，但不能過亮，以免損壞示波管；通過“聚焦”、和“輔助聚焦”旋鈕盡量把光線調至細小、清晰，以提高讀值時的準確性；通過上下和左右移動旋鈕把光線調到屏幕最底水平線的中間位置，且與最底線重合，以方便測試時讀值。

3、按照待測三極管的測試條件要求，結合儀器面板的相關旋鈕、按鍵，設定好相關測試條件。

4、把待測三極管對應極性地插到測試夾具上的端口，此時儀器顯示類似下圖的圖形：

5、讀取放大倍數測試值。

因為三極管的放大倍數β=IC/IB，所以必須要讀出IC值和IB值后才能計算出放大倍數，而儀器面板上的“電流/度”旋鈕所設定的就是IC每格的值，“電流-電壓/級”旋鈕設定的就是IB每級的值。IC值是看圖形的縱坐標格數來讀取的，IB值則是看波形的級數來讀取的，假設以上圖測試波形為例：“電流/度”旋鈕設定的值是10mA，“電流-電壓/級”旋鈕設定的值是1mA，通過上圖波形可看出，波形所占據的縱坐標格數是3.4格，波形的級數是2級，因此放大倍數計算如下：

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

6、如需繼續測試則重復4—5步驟，測試完畢后關閉儀器電源。

注意事項；
1、待測管插入測試端口時，一定要對應極性，以免損壞元件性能。

2、在進行MOS管耐壓測試時，測試端口會有高壓輸出，不得用人體的任何部分接觸測試端口及被測元件的引腳，以防被電。

3、要時常保持儀器和測試夾具清潔，以減小或消除因測試端口內灰塵過多產生的測試誤差。

4、當儀器測試誤差較大或出現其他故障時要及時上報。

用途；

晶體管特性圖示儀可用來測定晶體管的共集電極、共基極、共發射極的輸入特性、輸出特性、轉換特性、α、β參數特性；可測定各種反向飽和電流 ICBO、ICEO、IEB0和各種擊穿電壓 BUCBO、BUCEO、BUEBO等；還可以測定二極管、穩壓管、可控硅、隧道二極管、場效應管及數字集成電路的特性，用途廣泛。

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