微电子器件实验指导书

1、微电子器件实验指导书微电子技术教学部编写光电工程学院微电子技术教学部2004年2月实验的地位、作用和目的：微电子器件实验课是微电子学与固体电子学专业本科教学 中的重要教学实践环节。目的是帮助学生理解课堂上学到的基本原理 和知识，并掌握晶体管基本参数的测量方法，提供实际动手能力，以 适应社会的需求。基本原理及课程简介：微电子器件课程讲述了基本的半导体器件BJT、JFET、MOSFET的 物理结构和工作原理，它主要针对半导体器件的主要电参数讲述其测 量方法和原理。它包含了三个实验：双极晶体管击穿特性测试、双极 晶体管直流放大特性测试、晶体管特征频率的测量。实验方式及基本要求教师在课堂上讲解实验的基

2、本原理、仪器使用、测试内容及实 验要求，交代实验注意事项。学生分4人一组进行实验，要求必须自己动手做实验，然后独 立完成实验报告。实验考核及实验报告：学生在做完一个实验后，需要独立处理实验数据，认真写实 验报告（内容包含实验原理、实验步骤和实验结果），在做实验前还 必须预习；实验指导教师根据学生实验完成情况及实验报告情况打分， 然后综合各次实验给出最后考核成绩。编著者：杨虹、唐政维、冯世娟试验测量双极晶体管的直流放大特性试验目的1 .学习晶体管特性图式仪的使用。2测量晶体管的P0值。.实验原理1 .双极晶体管的电流放大作用当晶体管处于有源放大区（发射结正偏，集电结反偏）时，其电流的组成为:图一

3、晶体管中的各种电流成分/广CnC + CBO TOC o 1-5 h z BpE* vBCBO其中3 VB:.、=c + IB。我们定义：a =矣，共基极直流电流增益。a总是小于1 （a应尽量接近1）。 0 I00E.广 a0e + cBO 定义：P 二 = h，共射极直流电流增益。P 1（ P越大表明电流传输过 0 I1 -a00程中的损失越小）.广&0 b + CEO 2测量8。值由共射极输出特性曲线增加，集电极电流按叩b的规律增加）.邛=竺（随着I o A7BB测试电路如图。cSih图二ICVCE特性测试原理图晶体管特性图示仪的使用 对于某晶体管，接上晶体管特性图示仪后，调节VC和Ib可

4、得到特性曲线。QT-2型晶体管特性图示仪面板介绍。图四电源与显示部分图三集电极扫描电源电源开关K1：为电源通断控制（图四一1） 聚焦W113：为示波管亮度控制（图四一4）X/Y移位W1106 （6）：用于调整图形在屏幕上的横/纵向位置（图六一3）X/Y方式K1101 （1）：置于测量时，可根据电流（电压）/度进行显示（图六一2） 电压（流）/度K3 （3）1：用于调整X/Y轴每格表示的电压/电流值（图六一1）图七测试选择及其他部分图五基极阶梯信号1.2.3.4.5.6.7.图六Y轴偏转显示部分电压档级开关K8-1：用于调节加到集电极的电压的最大值的范围（图三一1）峰值电压极性CZ81、2：用于

5、切换该电源的极性以适应不同的晶体管（图三一6）峰值电压B81：在峰值电压范围确定之后，用于更进一步确定峰值电压值（图三一3）功耗限制电阻K86:用于串接在集电极上防止超过功耗（图三一4）阶梯作用K42:重复、单次、关断三种方式的切换（图五一8）阶梯幅度/级K71：用于选择阶梯幅度（图五一1）阶梯信号输入K73：用于切换三种方式，开路、对地短路和正常输入（图五一7）阶梯调零W61：调节整个阶梯起始电平（图五一5）阶梯信号串联电阻K72：用于选择串联在基极的电阻阻值（图五一2）阶梯级/簇W45:用于调节阶梯信号的级数（图五一6）测试选择K85:用于测试时的具体操作（图七一1）测试极性K61：在NP

6、N、PNP统一控制的基础上使阶梯信号的极性进行单独控制（图七6）F/B/H型测试盒：用于测试不同的晶体管（图七一2为插孔）实验内容及步骤开启电源，调节辉度聚焦、辅助聚焦及标尺亮度，阶梯调零。根据集电极基极的极性将测试选择开关置于NPN,并将极性开关置于常态。被测试管的CBE按规定进行连接。将Y/X置于合适的电流/电压档级。集电极电压按照要求值进行调节，并使在左下方（NPN）的零点开始。选择合适的阶梯幅度/级开关，合适的功耗限制电阻。对所显示的icvce曲线，进行调节，并读数。实验报告1 .绘出特性图。计算晶体管的0值。思考题可否用晶体管特性图示仪调出IcIb特性曲线?实验二晶体管特征频率的测量

7、实验目的了解晶体管特征频率的重要性。学会使用频率特性测试仪。实验原理我们使用晶体管，希望它有一定的放大能力。对共射来说，有6=:，其中P为小信号下的电流增益。IbP=%，其中fR为共射截止频率。1+七)p当f升高时，冏=上一会下降。f定义当|6|下降为1时的频率为特征频率。此时| P|=o =1。1+ (f)212f 6可得到。6f6 = 2兀(E +) e b d c可见特征频率是由四个时间常数决定的。并且工作频率在f6 f 4V。其测试电路如图。图四BV 击穿特性的测试电路图EB0晶体管特性图示仪的使用见实验一。实验内容及步骤开启电源，调节辉度聚焦、辅助聚焦及标尺亮度，阶梯调零。根据集电极基极的极性将测试选择开关置于NPN,并将极性开关置于常态。被测试管的CBE按规定进行连接。将Y/X置于合适的电流/电压档级。选择合适的阶梯幅度/级开关，合适的功耗限制电阻。集电极