半导体三极管性能测试

1、+ UccUcc实验二半导体三极管性能测试一、实验目的1. 熟悉常用三极管器件的外形及参数标注；2. 学会用万用表简易判断三极管性能好坏；3. 学会用半导体管特性图示仪测试三极管特性。二、测试原理与方法1万用表判别三极管管脚与质量可以把半导体三极管的结构看作是两个背靠背的PN结，对NPN型来说基极是两个PN结的公共阳极，对PNP型管来说基极是两个PN结的公共阴极， 分别如图2-1所示。EPNP型图2-1晶体三极管结构示意图(1) 管型与基极的判别指针式万用表置电阻档，量程选1K档(或RX100),将万用表任一表笔先 接触某一个电极一假定的公共极，另一表笔分别接触其他两个电极，当两次测 得的电阻

2、均很小(或均很大)，则前者所接电极就是基极，如两次测得的阻值一 大、一小，相差很多，则前者假定的基极有错，应更换其他电极重测。根据上述方法，可以找出公共极，该公共极就是基极B，若公共极是阳极, 该管属NPN型管，反之则是PNP型管。(2) 发射极与集电极的判别为使三极管具有电流放大作用，发射结需加正偏置，集电结加反偏置。如图2 -2所示100KHICZI-NPN型(a)图22三极管的偏置情况当三极管基极B确定后，便可判别集电极 C和发射极E,同时还可以大致 了解穿透电流Iceo和电流放大系数？的大小。以PNP型管为例，若用红表笔（对应表内电池的负极）接集电极C,黑表笔接E极，（相当C、E极间电

3、源正确接法），如图2-3所示，这时万用表指针 摆动很小，它所指示的电阻值反映管子穿透电流Iceo的大小（电阻值大，表示Iceo小）。如果在C、B间跨接一只Rb= 100K电阻，此时万用表指针将有较大 摆动，它指示的电阻值较小，反映了集电极电流lc= Iceo + ?Ib的大小。且电阻值减小愈多表示？愈大。如果C、E极接反（相当于C-E间电源极性反接）则 三极管处于倒置工作状态，此时电流放大系数很小（一般V 1）于是万用表指针 摆动很小。因此，比较C-E极两种不同电源极性接法，便可判断C极和E极了。 同时还可大致了解穿透电流Iceo和电流放大系数B的大小，如万用表上有hFE 插孔，可利用hFE来

4、测量电流放大系数 俟图2-3晶体三极管集电极C、发射极虹色丧宅42 半导体管特性图示仪测量三极管特性半导体管特性图示仪是测量半导体器件性能的专用仪器，由于采用交流信 号作测试信号，其测量结果与器件的实际工作状态较吻合，能提供合乎实际的 性能参数。（1）NPN型三极管的测量以NPN型高速开关管3DK2A为例，说明三极管的测量方法。3DK2A的 参数指标如表2-1所示。表2-13DK2A的参数指标项目hFEICB0 ( UA)I CEO ( UA)BUceo (V)U CE (sat)(V)I CM(mA)PCM(mw)测度条件Ic=10mAVc=1VUcb=10VUce=10VIce=200 u

5、alB=1mAIc=10mA规范 30 0.1 20 0.3530200hFE和B的测量测量时，将屏幕上的光点移至左下角，对阶梯信号调零，将图示仪面板上 的有关开关、旋钮置于如下位置：峰值电压范围”010V集电极电源极性 功耗限制电阻” 丫一电流/度” X 电压/度” 阶梯重复-关”阶梯极性”+50 QIc 1mA/ 度Uce 0.2V/ 度重复+8阶梯电压一电流/级”20卩A级先将 级/簇”旋钮旋至适中位置；三极管按图2-4连接，逐渐增大峰值电压， 则屏幕上将显示出一簇输出特性曲线， 再调节 级/簇”旋钮使屏幕上在lc=10mA 附近存在曲线。hFE是三极管直流电流放大系数，其定义是在规定的

6、Uce和lc条件下，集电极电流lc与基极电流Ib之比，即Ib因此，根据测试条件，从曲线簇中读出Uce=1.0V、lc=10mA所对应的Ib值，按上式计算即可求得。图2-4二极管的连接B是三极管的交流电流放大系数，其定义是在规定的Uce条件下，集电极电流的变化量Alc与基极电流的变化量 AIb之比，即交流电流放大系数B的大小与工作点有关，因此，测得 B时要在规定的工 作点Q附近进行。两管输出特性的比较将电压/度”改置为0.5V/度，其余各开关、旋钮仍按上述设置，将待比较 的两只三极管按图2-4连接，按下测试台上的 二簇”按键开关，则屏幕上将显 示出两只被测管的输出特性曲线，由此可实现对两管输出特

7、性的比较。饱和压降的测量被测管仍按图2-4连接，将 功耗限制电阻”改置为250Q、“X-电压/度”置 为0.05V/度、阶梯 电压一电流/级”置为0.1mA，其余开关、旋钮保持不变。逐 渐增大峰值电压， 调“级/簇“使屏幕有十条曲线， 则第十条曲线上 IC=10mA 处所 对应的 X 轴电压即为 UCE（sat）。（2）PNP型管的测量PNP 型管与 NPN 型管的测量方法相似，差别仅在于集电极和阶梯信号的 极性设置为 “-（负） ”，屏幕上光点的起始位置移至屏幕右上角，其他面板开关 设置相同。三、实验内容1 用指针式万用表、数字式万用表判断三极管极性及性能。2. 用半导体管特性图示仪观察和测量 NPN、PNP型三极管的输出特性。四、实验设备与器件1. 半导体管特性图示仪2. 指针式万用表3. 数字式万用表4. 3DG12B、 3DK2A 、 3AX81 、 3CG130 三极管若干五、实验总结1 .列表整理测量结果， 并把实测值与器件标称值比较， 分析产生误差原因。2. 绘出所观察到的三极管特性曲线， 与晶体参数手册查到的理论参数