晶体管特性图示仪是一种专用
示波器,它能直接观察各种
晶体管特性曲线及曲性簇。例如:晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性及反馈特性;二极管的正向、反向特性;
稳压管的稳压或齐纳特性;它可以测量晶体管的
击穿电压、
饱和电流、自或a参数等。
技术指标
(l)Y轴编转因数:
集电极电流范围:0.01~1000毫安/度,分十六档,误差≤±3%;
集电极电流倍率:分×2、×1、×0.l三档,误差≤±3%;
基极电压范围:0.01~0.5V/度,分六档,误差≤±3%;
基极电流或基极源电压:0.05V/度,误差≤±3%;
外接输入:0.1V/度,误差≤±3%;
(2)X轴偏转因数:
集电极电压范围:0.01~20V/度,分十一档,误差≤±3%;
基极电压范围:0.01~0.5V/度,分六档,误差≤±3%;
基极电流或
基极源电压:0.5V/度,误差≤±3%;
外接输入: 0.1V/度,误差≤±3%。
(3)基极阶梯信号:
阶梯电流范围:0.001~ 200mA/度,分十七档;
阶梯电压范围:0.01~0.2V/级,分五档;
串联电阻:10Ω~22KΩ,分 24档;
每族级数:4~12连续可变;
每秒级数:100或200,共3档;
阶梯作用:重复、关、单族,共三档;
极性:正、负两档;
误差≤±5%.
峰值电压:0~20V、0~200V两档,正、负连续可调;
电流容量: 0~20V时为10A(平均值),0~200V时为1A(平均值);
功耗限制电阻:0~100KΩ,分17档,误差≤±5%;
(5)电源:交流 220V ±10%,50Hz±20Hz。
功耗:260VA.
环境温度:-10 ℃~+40℃
相对湿度:≤80%
构成
晶体管特性图示仪主要由
集电极扫描发生器,
基极阶梯发生器,同步
脉冲发生器,X轴电压
放大器,Y
轴电流放大器,示波管,电源及各种控制电路等组成. 各组成的主要作用如下:
(1)集电极扫描发生器的主要作用,是产生集电极扫描电压,其波形是正弦
半波波形,
幅值可以调节,用于形成
水平扫描线。
(2)基极阶梯发生器的主要作用,是产生基极阶梯电流信号,其阶梯的高度可以调节,用于形成多条曲线簇。
(3)
同步脉冲发生器的主要作用,是产生同步
脉冲,使扫描发生器和阶梯发生器的信号严格保护同步。
(4)X轴
电压放大器和Y
轴电流放大器的主要作轴电压放大器和Y用,是把从被测元件上取出的电压信号(或电 流信号)进行放大,达到能驱动显示屏发光之所需,然后送至
示波管的相应偏转板上,以在屏面上形成扫描曲线。
(5)
示波器的主要作用是在荧屏面上显示测试的曲线图象。
(6)电源和各种控制电路,电源是提供整机的能源供给,各种控制电路是便于测试转换和调节。
原理
下面以使用本仪器测试“
晶体二极管伏安特性”和“晶体
三极管输出特性”为例,介绍仪器的工作原理。
1.二极管伏安特性的测试原理
流过二极管的电流I和二极管两端电压U的函数关系称为“二极管伏安特性”。本仪器通过显示“
伏安特性曲线”来定量显示被测二极管的“伏安特性”。由二极管伏安特性曲线(正向区)可知,当我们将二极管两端的电压U由0逐渐增大时,二极管中的电流I会按照“二极管方程”的规律逐渐增大。
二极管方程式中:在环境温度为300K时,UT≈26mV 。
将这一过程重复进行称为“电压扫描”。根据特性曲线所在的象限,用本仪器“X轴作用”和“Y轴作用”的“移位”旋钮调整扫描的原点在示波器屏幕的左下角或右上角。当测量二极管正向特性曲线时,由于曲线位于第一象限,所以应将原点调整至屏幕左下角。(而反向特性曲线位于第三象限,应将原点调整至右上角,并将扫描电压极性选择为“-”。)二极管两端的电压U的值经“X轴放大器”放大后,控制
示波器光点在X轴方向的运动。当电压由0逐渐增大时,光点从最左边的原点处向右水平移动,光迹的长度和电压值成正比。同时,用流过二极管的电流I的值(需变换成电压)经“Y轴放大器”放大后,来控制示波器光点在Y轴方向的运动。当电流由0 逐渐增大时,光点由最下边的原点处向上垂直运动,光迹的长度和电流成正比。两者的共同作用就会使示波器的光点在在屏面上显示出二极管的
伏安特性曲线,并可根据
示波管上的刻度定量读出电压、电流的数据。
测试二极管伏安特性曲线时:
(1)将“测试选择”开关扳向中间(“关”),被测二极管插入测试台左侧“E”和“C”插孔中,这时二极管没有加电;当其它选项调节好后,再将“测试选择”扳向“
晶体管A”侧,进行加电测量。
(2)测试二极管时,
基极“阶梯信号”不起作用。加在被测二极管上的电压由“
集电极扫描信号”单元提供。
“集电极扫描信号”单元输出的是频率为100Hz的脉动
直流电压,波形如 的正电压或 的
负电压,由“极性”旋钮控制,可选“+”或“-”;电压的峰值由“
峰值电压范围”选择,可选“0~20伏”或“0~200伏”,再由“峰值电压”旋钮细调,可产生上述范围之间的任意值。注意:测量半导体器件一般选择“0~20”,而“0~200”用来测试器件的
反向击穿电压。“功耗限制电阻”串连在电路中起保护作用,避免过大电流流过被测管。
测量二极管时,调节JT-1的“
集电极扫描单元”的控制旋钮,使“极性”为“+”,“峰值电压范围”为“0~20V”,“峰值电压”先旋为“0”,正式测量时加大到所需值。 “功耗限制电阻”在测量大电流二极管时可选几Ω或几十Ω,小电流管可选几十Ω至几KΩ。
(3)“X轴作用”用来选择X轴放大器的测量对象和X轴放大器放大倍数,当扳至“集电极电压”0.1“伏
操作步骤
1、连接好仪器电源线后,打开仪器电源开关,接上相关的测试夹具,并预热10分钟。
2、通过“辉度”调节旋钮把仪器显示屏中的光线亮度调至适当状态,但不能过亮,以免损坏示波管;通过“聚焦”、和“辅助聚焦”旋钮尽量把光线调至细小、清晰,以提高读值时的准确性;通过上下和左右移动旋钮把光线调到屏幕最底水平线的中间位置,且与最底线重合,以方便测试时读值。
3、按照待测三极管的测试条件要求,结合仪器面板的相关旋钮、按键,设定好相关测试条件。
4、把待测三极管对应极性地插到测试夹具上的端口。
5、读取放大倍数测试值。
因为三极管的放大倍数β=IC/IB,所以必须要读出IC值和IB值后才能计算出放大倍数,而仪器面板上的“电流/度”旋钮所设定的就是IC每格的值,“电流-电压/级”旋钮设定的就是IB每级的值。IC值是看图形的纵坐标格数来读取的,IB值则是看波形的级数来读取的,假设以上述测试波形为例:“电流/度”旋钮设定的值是10mA,“电流-电压/级”旋钮设定的值是1mA,通过上述波形可看出,波形所占据的纵坐标格数是3.4格,波形的级数是2级,因此放大倍数计算如下:
β=IC/IB=(10mA×3.4格)÷(1mA×2级)=34mA÷2mA=17
6、如需继续测试则重复4—5步骤,测试完毕后关闭仪器电源。
注意事项
1、待测管插入测试端口时,一定要对应极性,以免损坏元件性能。
2、在进行MOS管耐压测试时,测试端口会有高压输出,不得用人体的任何部分接触测试端口及被测元件的引脚,以防被电。
3、要时常保持仪器和测试夹具清洁,以减小或消除因测试端口内灰尘过多产生的测试误差。
4、当仪器测试误差较大或出现其他故障时要及时上报。
用途
晶体管特性图示仪可用来测定
晶体管的共集电极、共基极、共
发射极的输入特性、输出特性、转换特性、α、β参数特性;可测定各种
反向饱和电流 ICBO、ICEO、IEB0和各种
击穿电压 BUCBO、BUCEO、BUEBO等;还可以测定二极管、
稳压管、
可控硅、
隧道二极管、
场效应管及
数字集成电路的特性,用途广泛。