实验一、双极型晶体管(BJT)特性参数测量

实验1、双极晶体管(BJT )的特性参数测量一、实验设备(1)半导体管特性显示器(XJ4810A型)、(2)BJT晶体管(S9014、S8050、S8550 )(3)二极管(1N4001 )二、实验目的1 .熟悉BJT晶体管特性参数的测量原理2 .掌握利用半导体管特性曲线图测定BJT晶体管特性参数的方法3 .学习如何利用手动特性参数来计算BJT晶体管的混合型EM1模型参数。三、实验仪器介绍：XJ4810型/XJ4810A型半导体管特性图示显示器显示半导体器件的各种特性曲线，并测量其静态参数。 本装置具有双簇曲线显示、双向集电极扫描电路，可对被测半导体装置的特长进行比较分析，易于管和部件的配对。 本设备的IR测量达到200nA/div，配备扩展装置后，VC可测试达到3KV的CMOS及TTL门电路的传输特性，配对场效应晶体管，测试晶体管，可测试三端双向可控硅的特性图1是XJ4810A型晶体管测试器的示意图四、BJT晶体管特性参数的测量原理如图1所示，晶体管的输出特性曲线为一组曲线族，对于任何一组曲线，都相当于Ib=常数(即，基极电流Ib不变化)。 曲线表示集电极和发射极之间的电压Vcc增加时的集电极电流Ic的变化。 因此，为了显示特性曲线，也可以采用图2所示方法，如下固定基极电流Ib .Ib=(Eb-Vbe)/Rb从集电极到发射极的电路与锯齿波电压发生器Ec连接，晶体管的发射极接地。 由于电阻r较小，可以认为锯齿波电压实际上施加在晶体管的集电极和发射极之间。 当晶体管的集电极电流从电阻Rc流出时，电阻Rc处的电压降与Ic成比例。 晶体管的c、e这2点与示波器的x偏转板连接，电阻Rc的两端与示波器的y偏转板连接时，示波器显示晶体管的Ic随Vcc变化的曲线。 (为了保证测量的准确性，电阻Rc应该很小)。 在该方法中，由于晶体管的基极电流Ib是恒定的，因此只能显示一条特性曲线。 要测量整个特性曲线系列，必须改变基极电流Ib。 如图3所示，基极电流Ib的变化采用阶梯的变化，每个阶梯所维持的时间与作用于集电极的锯齿波电压的周期正好相等。 步进电压每跳一步，电流Ib就增加一步。 (逐步放大率可按晶体管调整)。晶体管特性图显示器是通过上述原理设计的，由阶梯电压发生器(基极或发射极阶梯波)、锯齿波电压发生器(集电极扫描电压)、x轴放大器、y轴放大器、示波器等构成，其单元的作用如图4所示。 除了作用于垂直偏转板的Ic (实际为IcRc )之外，还可以是基极电压、基极电流、外置或校正电压。 根据x轴和y轴的作用选择，示波器荧光屏出现的特性完全不同。 例如，如果x轴作用集电极电压，y轴作用选择集电极电流，则得到晶体管输出特性曲线的x轴作为基极电流发挥作用，则y轴作用选择集电极电流，得到晶体管的电流增益特性(即特性)五、BJT晶体管特性参数测量过程为了不损坏被测量晶体管和设备，测量前必须充分理解设备的使用方法和晶体管的规格。 在测量过程中，在调整设备的各个选择开关和开关量时，必须注意使施加于被测量晶体管的电压、电流(以及消耗功率电阻一致)从低范围变长，以满足测量要求。 以(否则会燃烧) XJ4810A型晶体管特性曲线图显示器为例，设备的操作步骤如下1 .接通电源，预热5分钟。2 .调整示波器：(1)拉-电源接通。 (2)将亮度调整到适当的亮度(3)调整焦点和辅助焦点，使线迹清晰。(4)调整x、y位移，使光点停留在适合观察的位置。3 .基本控制面板调整(步骤0和极性选择)首先，根据被测量晶体管的类型(npn或者pnp )和接地方式(公共基极或者公共发射极)，选择阶跃极性npnpnp发射极接地-基极接地，进行阶跃零(即，将阶跃信号的开始级调整为零电位的位置):首先，将y轴设为“基极电流或者基极电源” 当将峰值电压调整为10V时，在荧光屏上出现阶跃信号。将y轴放大器校正到“零点”位置，重置调整y轴偏移以使基线位于零线上的校正，使步进信号在y轴零线上为零。 这可以精确地校正零电位。 另外，将串联电阻、步进选择(mA/级或V/级)预先控制在所需范围内，根据需要重复步进作用，选择单族或关闭。4 .调整收集器控制面板将集电极扫描的所有旋钮(峰值电压范围、极性、峰值电压、功耗电阻)预先设为必要范围。 (极性选择方法参照表1 )5 .显示面板的y轴调整y轴起作用，将“毫安/度”开关和“倍频”开关对准读取所需的范围。6 .显示面板的x轴调整x轴工作，将“V/度”开关设为读取所需的范围。7、根据需要选择测试台、接地开关，连接晶体管，调整峰值电压等后，显示图表。 通过适当修改y轴、x轴、台阶3个部分，可进行测量。8 .测试结束后切断电源前，将集