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电子测量技术晶体管特性图示仪课程设计班级：专业：制作单位：目 录一XJ4810半导体管特性图示仪简介二、图示仪工作原理与面板功能介绍三整机组成简述四晶体管特性的图示方法五图示仪的计量与校准六图示仪的使用要点七图示仪实验实测记录八实验总结与心得晶体管特性图示仪 晶体管特性图示仪是一种测量晶体管特性曲线的专用仪器，它可以在示波管的屏幕上显示出被测晶体管的输入特性曲线或输出特性曲线，通过标尺刻度读出晶体管的各项特性参数，如晶体管的电流放大系数、极限参数、反向漏电流等等。此外，还可以测量场效应管、晶体二极管（包括稳压二极管）、某些集成电路等元器件的特性。使用晶体管特性图示仪进行测量的优点是简单、形象、快速，缺点是测量精度较差。前 言一XJ4810半导体管特性图示仪简介（制作人：于洪越）XJ4810型半导体管特性图示仪，是一种用示波管显示半导体器件的各种特性曲线，并可测量其静态参数的测试仪器。本仪器主要由下列几个部分组成：Y轴放大器及X轴放大器； 阶梯信号发生器；集电极扫描发生器；主电源及高压电源部分。本仪器是继JTl型晶体管特性图示仪后的开发产品。它继承JTl的优点，并有了较大的改进与提高，与其它半导体管特性图示仪相比，具有以下特点：1.主要特点1.1本仪器采用全晶体管化电路、体积小、重量轻、携带方便。1.2增设集电极双向扫描电路及装置，能同时观察二级管的正反向输出特性曲线、简化测试手续。1.3配有双簇曲线显示电路，对于中小功率晶体管各种参数的配对，尤为方便。1.4本仪器专为工作于小电流超晶体管测试提供测试条件，最小阶梯电流可达0.2A级。1.5本仪器还专为测试二级管的反向漏电流采取了适当的措施，使测试的反向电流IR达20nAdiv 。1.6本仪器配上扩展装置XJ27100“场效应管配对测试台”可对国内外各种场效应对管和单管进行比较测试。1.7本仪器配上扩展装置XJ27101“数字集成电路电压传输特性测试台”，可测试COMS，TTL数字集成电路的电压传输特性。XJ4810型半导体管特性图示仪，功能操作方便，它对于从事半导体管机理的研究及半导体在无线电领域的应用，是一个必不可少的测试工具。2.操作须知: 2.1为了取得准确的测量值,开机后必须保证足够的预热时间。2.2开机前测试模块应插入符合所需测试条件的位置，在测试过程中如要改变测试模块位置，应在关机后方可插拔。2.3在测试器件过程中，阶梯信号及扫描电压应先调至最小，然后由小至大，以免对被测器件造成冲击。当器件测试完毕后，应将扫描电压调至最小，才能取下器件。2.4严禁在任何测试方式下进行C、E间的短路试验！3.一般特点:3.1最大测试电流100A。3.2最高测试电压1000V。3.3采用低平均功率脉冲测试技术。3.4采用彩色液晶显示屏。3.5整机电路高集成度，高可靠性。3.6操作开关状态在屏幕上显示，应用光标可直读测量结果。3.7具有、gm值的自动测量。3.8友好的人机界面，具有简体中文和英文两种语言选择。3.9具备外接打印机接口，便于打印保存测试波形资料。4.技术规格4.1结构形式本图示仪为小型台式机，显示器为液晶器件。4.2性能特性4.2.1预热时间本图示仪的预热时间在0以上为20min，在0或0以下时为40min。4.3功能键介绍4.3.1 Y轴系统 a)工作方式:垂直电流、垂直显示倒相、垂直移位； b)输入方式:半导体管插座输入； c)移位范围:放大器输入零电平时光迹能移出有效工作面。 4.3.2 X轴系统 a)工作方式:水平电压、扫描电压/基极电压、水平显示倒相、水平移位； b)输入方式:半导体管插座输入；c)移位范围:放大器输入零电平时光迹能移出有效工作面。4.3.3 阶梯信号 a)阶梯方式: 电压、电流； b)阶梯极性: 、； c)级/簇: 010级可调； d)串联电阻: 0、1K、100K； e)阶梯电压偏置: -10V+10V。4.3.4 测试台系统测试模式选择: 大电流正极性测试、大电流负极性测试、小电流测试、零电压、零电流、小电流左右测试座选择。4.4 性能指标4.4.1 Y轴系统垂直电流偏转系数 a)范围(Ic): 20A/div10A/div； b)分档: 1、2、5进制共18档；c)误差: 20A/div2A/div 3%1%读出+1字5 A10 A/div 5%1%读出+1字4.4.2 X轴系统 水平电压（VC）偏转系数 a)范围: 50mV/div100V/div； b)分档: 1、2、5进制11档； c)误差: 50mV/div20V/di； 31%读出+1字 d)误差: 50V/div100V/div；51%读出+1字4.4.3 基极电压（VB）偏转系数 a)范围: 50mV/div2V/div； b)分档: 1、2、5进制6档； c)误差: 51%读出+1字4.4.4 阶梯信号 阶梯电流 a)范围: 10A/级0.5A/级； b) 分档: 1、2、5进制分十五档； c)误差: 10A/级0.1A/级；3 0.2A/级0.5A/级； 5 4.4.5 阶梯电压 a)范围: 50mV/级2V/级； b)分档: 1、2、5进制分6档； c)误差: 不超过3 4.4.6 阶梯偏置电压 a)范围: 10V； b)误差:不超过10。4.4.7 串联电阻a)范围: 0、1K、100K； b)分档:分3档；c)误差: R8+50 4.4.8 扫描电压峰值电压范围及峰值电流最大容量:见表1，（各档级电压连续可调。）电源电压档级198V220V242V010V 档09V、90A010V、100A010V、100A050V 档045V、9A050V、10A050V、10A0200V 档0180V、0.2A0200V、0.25A0200V、0.25A01000V 档0900V、0.04A01000V、0.05A01000V、0.05A 表14.4.9 功耗限制电阻a) 范围: 0500K；b) 分档: 分12档； c)误差: 050 R8+0.5 200500K R84.4.10 扫描信号a) 输出极性：+、-、DC、AC (大电流模式仅有DC)；b) 扫描重复时间: 自动(0.5S、1S、2S)、手动(单次)；c) 容性电流: 调整后不大于10A（10V 档）4.4.11 屏幕显示 功能键设定显示 a)垂直:显示电流/div； b)水平:显示电压/div； c)阶梯:显示电压/级、电流/级、阶梯偏置电压；d)扫描电压:显示扫描电压峰值输出百分比；e)功耗电阻:电阻值4.4.12 游标读出功能 选择游标测量状态下，移动游标可进行电压、电流以及放大系数的测量、屏幕上直接显示数字读数。游标有效范围 a)垂直: 10div； b)水平: 10div 4.4.13 存储、调出、打印a)选择存储和调出功能时，可分别存储和调出测试波形各5幅；b)外接激光打印机(EPSON-5800型等) 可打印出被测器件特性曲线和屏幕数据。4.4.14 显示器:采用彩色液晶显示器、640X480像素4.4.15 电源和连接 a)最大功耗 图示仪工作时的最大输入功率不超过400W；b)电源额定值 额定电压: 220V10 AC 额定频率: 50Hz54.4.16 外形尺寸 LxBxH 630mm x325mm x 395mm4.4.17 重量 约28kg5实验目的5.1了解常用的几种电子仪器的基本原理。它们是：普通双踪示波器、函数信号发生器、毫伏表、直流稳压电源和晶体管特性图示仪。5.2学习并掌握双踪示波器的基本使用方法5.3函数信号发生器波形的输出与调整5.4毫伏表的正确连接与测试5.5直流稳压电源连接与输出调整,学习晶体管特性图示仪的基本使用。5.6 学会正确列表和记录实验数据5.7 并能对实验数据做基本处理与分析 XJ4810型半导体管特性图示仪原理框图二、图示仪工作原理与面板功能介绍（制作人：许煜）XJ4810型半导体管特性图示仪由以下几部分组成：1阶梯信号发生器。2X轴、Y轴放大器。3集电极电源。4二簇电子开关。5低压电源供给。6高频高压电源及示波管控制电路。1 仪器原理框图如图所示。图中虚线框中“测试台”上插有两个被测三极管，由电子开关将基极阶梯信号轮流送给两个管子，可同时观察其特性曲线。如果只测一个管，可选左簇或右簇，基极阶梯信号不经过电子开关，直接送入被测管的基极。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。2 二极管伏安特性的测试原理流过二极管的电流I与二极管两端电压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”。由图3.7.2（a）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。图3.7.2 二极管特性曲线测试原理二极管方程： 式中：在环境温度为300K时，UT26mV 。将这一过程重复进行称为“电压扫描”。扫描的原点可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，光迹的长度与电压值成正比。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，光迹的长度与电流成正比。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，仪器工作原理如图3.7.2（b）所示。（1）将“测试选择”的按键全部凸出（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”的“左”按下，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“010伏”或“0100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“020”，而“0200”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XJ4810的“集电极扫描单元”的控制旋钮，使“极性”为“”，“峰值电压范围”为“010V”，“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或几十，小电流管可选几十至几K。（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“伏度”时，输入的测量对象是测试台“C”、“E”之间的电压即二极管两端的电压值U，X轴方向每格代表0.1伏。（4）“Y轴作用”用来选择Y轴放大器的测量对象和Y轴放大器的放大倍数，当扳至“集电极电流”1“毫安度”，输入的测量对象是“电流采样电阻”两端的电压值与流过二极管的电流值对应，Y轴方向每格代表1毫安。“电流采样电阻”的作用是将集电极电流I转换为示波器所需的电压值。（5）如上所述设置好测量条件后，将测试台的“测试选择”开关扳向“晶体管A”侧，并将峰值电压由0逐渐加大，便可观测到二极管的伏安特性曲线的正向区；如果要观察二极管的反向区曲线，可将二极管反插或将“集电极扫描信号”的“极性”扳向“”。3三极管输出特性测量图3.7.3 基极阶梯信号与集电极扫描电压工作原理用图3.7.3（b）所示的“三极管输出特性曲线”可描述出三极管的集电极输出特性。由三极管的输出特性曲线可以测得三极管的电流放大倍数、饱和压降UCES 、集电极输出电阻rce 和集电极击穿电压BVCE0 ，因此是十分有用的。在测试三极管输出特性时，首先要保持被测三极管的基极电流IB为某个固定不变的值（例如20A），以集电极电压UCE作为变量，从0逐渐增大，逐点记录集电极电流IC的值，绘出UCE和IC关系曲线，得到在此IB条件下（本例IB=20A）的一条输出特性曲线；然后，改变IB的值，重复以上的操作可绘出另一IB条件下的输出特性曲线。由于UCEIC曲线是以IB为条件绘出的，所以IB被称为“参变量”。在本仪器中，上述测量步骤是连续、重复进行的，输入基极的电流IB是一种阶梯形扫描电流，波形如图3.7.3（a）所示，由0开始，以某个固定值（由“基极阶梯信号”设定，例如10A，仪器标志为：“0.01mA级”）逐级增大，图中每族曲线为8级。以每一级IB为参变量绘一条输出特性曲线（对应每级IB，集电极电压扫描一次），这样将会得到以IB为“参变量”的输出特性曲线族（实际上所谓的“输出特性曲线”都是指输出特性曲线族）。将集电极电压UCE输入X轴放大器放大后，控制示波管的水平扫描；将集电极电流IC经取样电阻变换为电压后，送Y轴放大器，控制示波管的垂直扫描，便可在示波管屏面上产生“输出特性曲线”。根据示波管屏面的方格，可以定量测得三极管的有关参数。上述集电极电压VCE变化的过程过程可以表示为： 。箭头上是IB值。在IBIB0时，集电极电压VCE由0升高，控制示波器光点在示波器屏面上绘出一条曲线；当VCE升高至b时，IB增加一级，变为IB1，VCE开始下降，在屏面上绘出IBIB1的曲线；当VCE降至0时，IB再增大一级，VCE又开始升高至c点，绘出第3条曲线，依此类推，绘完8条曲线后，IB降至0，并重复上述过程。用XJ4810测试晶体管输出特性曲线时。晶体管输出特性曲线 （1）“测试选择”按钮全部凸出，位于“关”，平时将被测三极管插入测试台左边插座，三极管的管脚要插正确，如果要比较两个管子的特性曲线，可在左右插座各插入一个管子。以下为设置测试条件，根据测试要求设置。（2）“集电极扫描信号”：“峰值电压范围”选“010V”；“极性”选“”；“功耗限制电阻”位于“500”；“峰值电压”位于0，测试时，再逐渐加大至所需值。（3）“基极阶梯信号”：“极性”选“”；“阶梯作用”选“重复”；“级秒”选“200”；“阶梯选择”的“mA级”选0.01（即输出为阶梯电流，每级阶梯为10A）；“级族”用来设置一族曲线的条数，即阶梯电流的级数，一般可根据显示的稳定情况，选410级，级数较大会造成显示闪动，观察不方便。以下为波形的显示设置，相当与设置示波器的“量程范围”。如果设置不当，可能造成波形显示不全或显示太小。应根据波形显示的情况设置。（4）“Y轴作用”“mA度”置于“集电极电流”，“毫安伏度”为1，表示Y轴的测试对象是“集电极电流”，量程是每度（1div1方格）代表1mA。在测试时，如果显示的波形超出屏幕范围，应增大该值。（5）“X轴作用”“伏度”置于“集电极电压”，1。表示测试的对象是集电极电压，量程是每度1伏。在测试时，应根据显示情况调节。例如测量“饱和压降”UCES时，应旋至0.1 ，而测试“击穿电压”BVCE0时，应置于10或20 ，这样才能测试准确。图3.7.3（b）是测试所得的“三极管输出特性曲线”示意图。图中的虚线方格就是仪器示波管屏面的方格。为简化起见，同时表示出“饱和压降”UCES和“集电结反向击穿电压”BUCE0 ， X轴的量程的设置：左边为1度伏，右边为10度伏，真正测试时，不可能同时得到这种结果，请明确。而且，UCE和IC两个“座标轴”也不会显示在屏幕上，应在记录实验结果时，由测试者对应方格添画上。由图中可以得到如下的参数：共射直流电流放大系数：测试条件为IC = 4mA，UCE = 3V。由曲线图上找到IC = 4mA时，对应曲线IB = 40A。所以，；共射交流电流放大系数：测试条件为IC = 4mA，UCE = 3V。由曲线图上找到在IC = 4mA附近的是IC = 3mA，对应曲线IB = 30A。所以：ICIB（43）mA（4030）A100；饱和压降UCES ：UCES1V ；基极开路时，集电极、发射极间的击穿电压BUCE0 ：BUCE0 63V整机线路方框图XJ4810型晶体管特性图示仪面板功能介绍 XJ4810型半导体管特性图示仪面板功能介绍XJ4810型半导体管特性图示仪实物图XJ4810型晶体管特性图示仪面板如上图所示：1. 集电极电源极性按钮，极性可按面板指示选择。2. 集电极峰值电压保险丝：1.5A。3. 峰值电压%：峰值电压可在010V、050V、0100V、0500V之连续可调，面板上的标称值是近似值，参考用。4. 功耗限制电阻：它是串联在被测管的集电极电路中，限制超过功耗，亦可作为被测半导体管集电极的负载电阻。5. 峰值电压范围：分010V/5A、050V/1A、0100V/0.5A、0500V/0.1A四挡。当由低挡改换高挡观察半导体管的特性时，须先将峰值电压调到零值，换挡后再按需要的电压逐渐增加，否则容易击穿被测晶体管。AC挡的设置专为二极管或其他元件的测试提供双向扫描，以便能同时显示器件正反向的特性曲线。6. 电容平衡：由于集电极电流输出端对地存在各种杂散电容，都将形成电容性电流，因而在电流取样电阻上产生电压降，造成测量误差。为了尽量减小电容性电流，测试前应调节电容平衡，使容性电流减至最小。7. 辅助电容平衡：是针对集电极变压器次级绕组对地电容的不对称，而再次进行电容平衡调节。8. 电源开关及辉度调节：旋钮拉出，接通仪器电源，旋转旋钮可以改变示波管光点亮度。9. 电源指示：接通电源时灯亮。10. 聚焦旋钮：调节旋钮可使光迹最清晰。11. 荧光屏幕：示波管屏幕，外有座标刻度片。12. 辅助聚焦：与聚焦旋钮配合使用。13. Y轴选择（电流/度）开关：具有22挡四种偏转作用的开关。可以进行集电极电流、基极电压、基极电流和外接的不同转换。14. 电流/度0.1倍率指示灯：灯亮时，仪器进入电流/度0.1倍工作状态。15. 垂直移位及电流/度倍率开关：调节迹线在垂直方向的移位。旋钮拉出，放大器增益扩大10倍，电流/度各挡IC标值0.1，同时指示灯14亮.16. Y轴增益：校正Y轴增益。17. X轴增益：校正X轴增益。18.显示开关：分转换、接地、校准三挡，其作用是：转换：使图像在、象限内相互转换，便于由NPN管转测PNP管时简化测试操作。接地：放大器输入接地，表示输入为零的基准点。校准：按下校准键，光点在X、Y轴方向移动的距离刚好为10度，以达到10度校正目的。19. X轴移位：调节光迹在水平方向的移位。20. X轴选择（电压/度）开关：可以进行集电极电压、基极电流、基极电压和外接四种功能的转换，共17挡。21. “级/簇”调节：在010的范围内可连续调节阶梯信号的级数。22. 调零旋钮 ：测试前，应首先调整阶梯信号的起始级零电平的位置。当荧光屏上已观察到基极阶梯信号后，按下测试台上选择按键“零电压”，观察光点停留在荧光屏上的位置，复位后调节零旋钮，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，这样阶梯信号的零电位即被准确校正。23. 阶梯信号选择开关：可以调节每级电流大小注入被测管的基极，作为测试各种特性曲线的基极信号源，共22挡。一般选用基极电流/级，当测试场效应管时选用基极源电压/级。24. 串联电阻开关：当阶梯信号选择开关置于电压/级的位置时，串联电阻将串联在被测管的输入电路中。25. 重复关按键：弹出为重复，阶梯信号重复出现；按下为关，阶梯信号处于待触发状态。26. 阶梯信号待触发指示灯：重复按键按下时灯亮，阶梯信号进入待触发状态。27. 单簇按键开关：单簇的按动其作用是使预先调整好的电压（电流）/级，出现一次阶梯信号后回到等待触发位置，因此可利用它瞬间作用的特性来观察被测管的各种极限特性。28. 极性按键：极性的选择取决于被测管的特性。29. 测试台：其结构如图A-24所示。图A-24 XJ4810型半导体管特性图示仪测试台30. 测试选择按键：“左”、“右”、“二簇”：可以在测试时任选左右两个被测管的特性，当置于“二簇”时，即通过电子开关自动地交替显示左右二簇特性曲线，此时“级/簇”应置适当位置，以利于观察。二簇特性曲线比较时，请不要误按单簇按键。“零电压”键：按下此键用于调整阶梯信号的起始级在零电平的位置，见（22）项。“零电流”键：按下此键时被测管的基极处于开路状态，即能测量ICEO特性。31、32. 左右测试插孔：插上专用插座（随机附件），可测试F1、F2型管座的功率晶体管。33、34、35.晶体管测试插座。36. 二极管反向漏电流专用插孔（接地端）。在仪器右侧板上分布有图A-25所示的旋钮和端子：图A-25 XJ4810型半导体管特性图示仪右侧板37. 二簇移位旋钮：在二簇显示时，可改变右簇曲线的位置，更方便于配对晶体管各种参数的比较。38. Y轴信号输入：Y轴选择开关置外接时，Y轴信号由此插座输入。39. X轴信号输入：X轴选择开关置外接时，X轴信号由此插座输入。40. 校准信号输出端：1V、0.5V校准信号由此二孔输出。三整机组成简述（制作人：何海清）XJ4810型大功率晶本管特性图示仪的电原理图由八部分组成：1主电源供给 2集电极扫描发生器 阶梯波发生器阶梯波放大器轴、轴放大器高频高压电源及示波管控制电路偏转作用开关测试选择开关外接220V50HZ电源提供了主电源变压器的初级交流电压，主电源变压器次级绕组电压经整流、滤波和稳压后提供了150V，100V，12V等各组直流电压。外接220V 50HZ电源通过自耦调压器提供了集电极扫描变压器的初级电压，在其次级得到三组对称的交流电压，经整流输出10V、100V、500V三组脉动的扫描电压，由峰值电压范围开关选择不同的输出档级，并且利用自耦调压器的调压作用，使输出电压从到该档级所规定的最高电压，且连续可调。由极性转换开关控制扫描电压的极性，经功耗限制电阻加到被测晶体管的集电极。来自主电源变压器50V绕组的50HZ电压，经过触发脉冲形成电路，形成了阶梯信号的触发脉冲，通过级秒开关的控制可输出100Hz或200HZ的触发脉冲，触发脉冲输入阶梯形成电路，在输出端形成阶梯信号，该阶梯信号根据需要由级簇电位器在级内调节。阶梯信号进入阶梯放大器的输入端，经过放大与极性转换，便能根据需要输出各种不同的阶梯电压和电流，由于阶梯反馈放大器的特殊功能，输出阶梯电压及电流不受负载变化的影响，再通过零电流，正常阶梯输出和零电压开关控制以不同形式送至被测晶体管的基极。轴和轴偏转作用开关，将被测晶体管电压和电流取样送入、放大器。轴和轴放大器是高输入阻抗的偏转放大器，它将被测晶体管的电压或电流进行放大并加至示波管的偏转板上，在示波管荧光屏上，准确显现被测管的特性曲线。示波管电路由高频高压电路及示波管控制电路组成。高频高压电路提供了示波管的阴极，调制极，加速极及其它电极所需的电压，控制电路使示波管能够有一个合适的消隐、并使辉度、聚焦、辅助聚焦得到控制。1.主电源供给：主电源为整机提供+150V，100V，12V电压，阶梯放大器用的15V，+25V电压，高频高压用的+15V电压以及示波管用的灯丝电源等。150V和+100V稳压源：由变压器1T1次级输出的160V交流电压经1V14组成的桥式电路整流，并经1C1滤波后送至串联调整回路的输入端。1V512组成串联型稳压电路。当输出电压变化时，由于1V810稳压管的稳压作用，将这种变化全部传递到1V11基极，而由取样电阻的分压，部分传递到1V12的基极。经1V11，12组成的分差放大电路进行比较放大之后，送到推动管1V6基极，控制串联调整管1V5的、间电压的变化，从而实现对输出电压的稳压。150V电压经过1R21降压后，得到100V电压。1V7、1R4组成过流保护电路，当电流过载时，4两端的压降使7的eb结正偏而导通，从而控制了推动管和调整管的基极电流，起到过流保护作用。131为输出电压调节电位器。稳压电源这两组串联型稳压电源电路结构与150V相似。12V和12V电源分别由1V141V23和1V241V33组成。1V18和1V28为串联调整管，1V22、23，1V32、33为分差放大管，1V19，1V29为推动管，1V20，1V30为过流保护管，1V21和1V31为温度稳定性较好的稳压管，作为两组电源的基准电压。1R32、1R33分别为两组电源的输出电压调节电位器，两组电源均以150V作为分差放大器的辅助电源。100V、15V、15V、25V电源。100V电源由1V341V37桥式电路整流，IC8滤波及1V4548串联稳压而得到。供给阶梯波放大器用的25V、15V来稳压直流电源分别由1V39和1V491V52进行桥式整流及电容1C10、1C11滤波后而得到。供给高频高压用的15V未稳压直流电源是由1V531V56桥式整流和1C12电容滤波后而得到。2.扫描电源扫描电源主要由调压器3T1，扫描变压器3T2，高压扫描变压器3T3及整流二极管3V13V4，3V6等组成。电路方框图如图：图 扫描电源方框图50HZ，220V的交流市电经调压器3T1后送入扫描变压器3T2的初级，通过调节3T1即能改变3T2次级绕组输出电压。3T2次级具有三组对称的绕组，由扫描峰值电压范围开关进行选择，分别输出10V，100V，500V的扫描电压。经过功耗限制电阻送至被测管集电极。扫描电源极性由扫描极性开关转换。功耗限制电阻开关用来变换串联在被测管集电极回路的电阻值，以限制其最大输出电流。当峰值范围开关置于时，交流市电经调压器送入高压扫描变压器，其次级输出经半波整流送至二端被测器件的“”测试端，调节调压器可使输出半波脉动电压峰值在5000V范围内变化。当峰值范围开关置于10V时，轴开关置20Adiv各档时，仪器可输出大电流，其通道由3K14继电器提供，电流取样电阻为5R46，由于3R5的存在，大电流将不会通过峰值范围开关、极性开关及功耗电阻开关，其时功耗电阻将为零。由于集电极电压输出端对地存在着分布电容，将形成电容性电流，在取样电阻上产生压降，从而造成测量上的误差。为了减少容性电流，在扫描电路中设置了容性电流电流平衡电路，由3R23、27及电位器2831组成分压电路，其分压经10，11跟随后再经1对电流取样电阻输出平衡电流，其方向与容性电流刚好相反，因而能够互相补偿。调节时，扫描档，极性“”时，调节31，极性“”时，调节30，扫描档，极性“”时，调节R29，极性“”时，调节28。图 容性电流平衡电路原理图3.阶梯信号发生器阶梯信号发生器由触发脉冲形成电路，阶梯发生器电路组成，其方框简图如图所示。图 阶梯信号发生器方框图3.1触发脉冲形成电路：来自电源变压器11次级绕组电压，经过6C1、6R61、6C2、6R62组成的移相网络，分别送到分割负载倒相器6V1、6V2的基极，调节6R62可使输入的信号与集电极与扫描信号同相，调节6R61则可使输入信号与上述信号相位相差。6V1、6V2组成的分割负载倒相器，在其集电极、发射极二个相同的阻值的负载上分别输出幅度相同、相位相反的信号，并分别送至6V3、6V4、6V5、6V6，经削波后分别送至6V7、6V8的基极，再经放大和混合后形成200脉冲信号，再经6V9射极跟随及6V10、6V11分差放大后得到一组幅度相等的脉冲，经6V12跟随后作为触发脉冲输出。1组成的级秒开关，可将6V7的基极接地，迫使该管停止工作，从而使触发脉冲的频率由200变成100。3.2阶梯发生器：阶梯（形成电路）发生器由6V136V19组成，阶梯级数控制电路由6V206V26组成。来自跟随器6V12的正向脉冲通过6V14向电容6C14充电，由于6V15、6V16组成复合跟随电路有极高的输入阻抗，使6C14充电而得的幅度保持恒定，而6V15、6V16的复合跟随器又具有极低的输出阻抗，供阶梯放大器输入之用。由于在6V15基极所形成的阶梯幅度每级为，为了使在整个阶梯形成的过程中6V15、6V16、6V18的集电极、发射极之间的电压不变，因此由6V19、6V17组成了自动升压电路，使6V15、6V16、6V18三个集电极电压随着输出阶梯的上升而升高。为了使每级的级阶梯保持良好的线性，已形成的阶梯信号又通过6V18、6V13反馈至6V14“”端，这样既保持了良好的线性，又取得了较大的幅度，形成的阶梯由6V16发射极输出。形成的阶梯供输出外，还通过6R32、6R33、6R64组成的分压电路，送至6V20基极，经跟随后至6V23基极，6V23、6V24组成施密特电路，在阶梯形成过程中，6V23截止，6V24导通，因此6V24集电极处于低电平，通过6V25跟随后使6V26一直处于截止状态，从而保证了6C14所形成的阶梯不分流，随着6V23基极由于阶梯的输入逐级升高，当高至一定的电平时，6V23导通，6V24截止，6V24集电极处于高电平，6V26导通，因此6C14将通过6R46、6V26放电，6C14上的电压下跌一级以后，6V23的导通状态本来无法维持，但由于其时可通过6C17获得偏流，因而能继续保持导通，直到6C14上的电压下跌到起始状态为止，然后，由于6C17的充电电流减小，6V23基极电压下降，施密特电路再次翻转，6V23截止，6V24导通，因而使6V26截止，于是第一簇阶梯结束，第二簇阶梯重又开始。65为级簇电位器，通过调节24的基极电平从而改变施密特电路的阀值电平，达到级簇调节目的。阶梯作用由6C17、6C22及开关2、3等进行控制。当2开关由“重复”到“关”时，6V22发射极被接上12V电压，此时6V22导通，使6V23也处导通状态，因此6C14上无法形成阶梯，当2开关置“关”，3开关置“单簇”时，12V通过6C17产生一负脉冲使施密特电路翻转，阶梯形成电路开始工作，待一簇阶梯形成后，施密特电路再翻转，电路又处于“关”状态。单稳态6V33、34被回扫脉冲触发后可延发6V26的导通时间，使第一次阶跃不能形成阶梯，使10级下每簇曲线的图形保持一致，有利于图象的稳定。4.阶梯放大器来自阶梯信号发生器的阶梯信号还不能直接作为被测晶体管的基极注入信号，为此通过阶梯放大器进行电流放大及反馈网路后，使阶梯信号可以成为阶梯极性可根据需要进行转换，并且不受负载变化影响的恒定阶梯电流或恒定阶梯电压。阶梯放大器由分差放大器，电流放大器，所组成的功率放大部分和由7V12、10、9、7组成的反馈放大网路二部分组成。整个放大器的电压总增益为，而电流增益可达数千倍左右。由阶梯信号发生器来的每级的阶梯信号，经由、组成的：分压后，输入至、所组成的分差放大器的输入端，然后再继续经过、三级电流放大后，通过阶梯电流取样电阻作为被测晶体管的输入电流源，当置于级时，通过7R4750作为被测晶体管的输入电压源。为了使输出的阶梯电流或电压能够保持恒定，不受被测器件输入电阻的影响，将射极输出器输出的电压信号直接馈送于分差放大器一管的基极，从而使输出的阶梯电流或阶梯电压保持了恒定。阶梯放大器输出的阶梯信号分正、负两种，由极性开关进行转换，电位器为阶梯零点调节电位器。四晶体管特性的图示方法（制作人：刘洪彬）逐点测量法测量晶体三极管伏安特性曲线的方法有好几种。其中之一就是直接利用直流电源和直流电表进行逐点测量，这种方法称为逐点测量法。采用逐点测量法，必须根据晶体管特性曲线的特点选用合适的直流供电电源。图2-2-1是它的测试原理图。图中，输入端用一个可调直流恒流源提供基极电流，这样可以平稳地调节基极电流Ib，同时，当集电极电压Uce变化时（特别在饱和区），能够保持基极电流Ib不变。同样理由，集电极电压Uce用一个可调直流恒压源供电。在测量特性曲线时，在Ib变化引起集电极电流Ic变化的情况下，Uce能够维持恒定；同时，调节直流恒压源可以平稳地改变Uce的数值，以便于测量。 图2-2-1 测量共发射极特性曲线的原理图 图2-2-2 发射极输入特性曲线族 测绘输入特性曲线族晶体管的共发射极输入特性曲线族如图2-1-2所示。共发射极输入特性曲线表示以集电极电压Uce作为参变量，输入电压Ube与输入电流Ib之间 的关系，即 型三极管的测试线路如图2-2-3 所示。 图2-2-3 测量输入特性曲线的实验电路为了近似实现可调直流恒流源，在输入端由可调直流电压源（由b和Rw1组成）串接W的大阻值电阻加到三极管的基极上。为了便于调节集电极电压Uce，在输出端，可调直流恒压源的两端并接了一个电位器Rw2。 测绘输出特性曲线族 共发射极输出特性曲线表示以输入电流Ib作为参变量，输出电流Ic与输出电压Uce的关系，即， 晶体三极管的共发射输出特性曲线如图2-2-4所示。图2-2-4 输出特性曲线族图2-2-5测量输出特性曲线的实验线路由图可见，三极管的输出特性曲线族由三个工作区域组成，即饱和区、放大区和截止区。进行线性放大时，晶体管应工作在放大区。NPN型三极管的输出特性曲线的测试电路如图2-2-5所示。它的工作原理与图2-2-3的相同，这里不再赘述。 逐点法测绘特性曲线的测量电路 （1） 输入特性曲线测量 维持VcE为某一定值，逐点改变VBE（图2.2.6中调节Rp2），测出若干VBE和IB，根据测量数据描绘一条输入特性曲线。依次取不同的VcE值，可获得一组输入特性曲线。实际上，当VcE=1V后，特性曲线几乎都重叠在一起，因此，晶体管手册中仅给出对应VcE=0和VcE1V的两条输入特性曲线，如图2.2.4所示。（2） 输出特性曲线测量 维持IB为某一定值后，逐点改变VcE，测出若干对应的IC，根据测量数据描绘一条输出特性曲线。依此类推，取不同IB值，如IB=0uA,10uA， 20uA,40uA ,即可获得图2.2.5所示输出特性曲线族。（3）电流放大系数（或称电流放大倍数）的测量共射直流电流放大倍数为晶体管特性的图示方法共射交流电流放大倍数为 维持VCE为某一固定值（VCE=0）情况下，调节，测出某个IB值和相应的Ic值，即可求得该工作点上的值，仍维持VCE不变，调节RP2，使基极电流从IB1变化到IB2，同时测出对应的IC1和IC2，于是该工作点附近的交流电流放大数为 五图示仪的计量与校准（制作人：梁元均）一图示仪的计量1计量设备：数字多用表 精度优于0.2%.标准直流电流源 10A5A 误差0.5%校准直流电压源 0.5V1000V 误差0.5%标准电表箱 10、100、1K、10K、105K共5档，各档误差0.5%2计量方法与步骤：1）标2）准电压的计量用数字多用表分别测试X、Y轴放大器印制板15、16脚对地直流电压，此时标准电压误差为：d=V-V0V0式中 V0标准电压标称值。V标准电压实测值。2）X、Y放大器灵敏度校准（方法见仪器的校准）3）Y轴选择开关的计量置： X轴选择开关VCE 50V/度 峰值电压范围开关 10V扫描电压调节 0连接如图14。将图示仪Y轴选择开关置IC被测档级，按校正“”键。将光点移至坐标上端水平中心位置。调节标准直流电流源，使其输出为被测集电极电流量程档级的10倍，光点即向下偏转n度，此时误差按下式计算，其误差应符合技术指标。=n-1010集电极电流档级与标准直流电流源输出一览表Y轴开关电流/度AmAA125102050.1.2.5125102050.1.2.5标准直流电流源输出102050100200500125102050100200500125注：在校准1A/度时，应调整容性电流直流平衡电位器，以满足1A/度档精度要求。4）X轴偏转系数计量。（一）X轴集电极电压偏转系数计量：各控制开关档位：Y轴选择开关 0.5A/度峰值电压范围 10V扫描电压调节 0功耗电阻 500KX轴选择开关 VCE被测档级连接电路如图16，将X轴选择开关置于集电极电压“0.05/度”，显示选择开关“”，将光点移至坐标左端垂直刻度线中心位置。调整标准直流电压源，使其输出值为被测集电极电压档级的10倍，然后将显示选择开关“”键复位，光点即向右偏移n度。按上述方法，对X轴集电极电压各档进行校准，并按式（2）计算减差，其误差应符合技术标准。集电极电压档与标准直流电压源输出电压值一览表X轴选择开关VCE：V/度0.05.1.2.5125102050100标准直流电压源电压输出.5V1V2V5V10V20V50V100V200V500V1000V(二) X轴基极电压偏转系数计量各控制开关档位：阶梯作用 关阶梯选择开关 电流/度连接电路如图17，将X轴选择开关置“VBE，0.05V/度”档，显示选择开关置“”，将光点移至坐标左端垂直刻度线的中心位置。调节标准直流电压源，使其输出为被测基极电压档级的10倍，然后将显示选择开关“”键复位，光点即向右偏移n度。按上述方法，对X轴基极电压各档进行计量，并按式（2）误差，其误差应符合技术指标。X轴基极电压档级与标准直流电压源电压输出一览表X轴选择开关VBE：V/度0.050.10.20.51标准直流电压源输出0.5V1V2V5V10V（5）阶梯信号计量（一）阶梯电压计量。将图示仪阶梯选择开关置“阶梯电压”档，阶梯作用开关置“重复”级/簇开关置“10”，X轴选择开关置VBE相应档级，Y轴选择开关置IC任意档，集电极电源调零，此时应获得图18示基本图形。逐档改变图示仪阶梯选择开关“阶梯电压”与X轴选择开关“基极电压”相应档级，在水平方向测得各档10级阶梯电压偏转量n度，并按式（2）计算各档误差。改变阶梯