晶體管特性圖示儀原理

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

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).

(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℃

相對(duì)濕度:≤80%

晶體管特性圖示儀可用來測(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。

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~~~

晶體管特性圖示儀它是一種能對(duì)晶體管的特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的儀器。

本書是一本介紹電子測(cè)量?jī)x器的圖書，共9章，主要內(nèi)容有指針萬用表、數(shù)字萬用表、信號(hào)發(fā)生器、毫伏表、示波器、頻率計(jì)、掃頻儀、Q表與晶體管特性圖示儀等。 為了幫助初學(xué)者輕松掌握書中的內(nèi)容，本書在每章的首頁(yè)列出本章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，對(duì)書中的重點(diǎn)內(nèi)容采用黑體顯示。 本書起點(diǎn)低、通俗易懂，內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排符合學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，適合作電子技術(shù)初學(xué)者的自學(xué)讀物，也適合作職業(yè)院校電類專業(yè)的教材和教學(xué)參考用書。