用图示仪测量晶体二极管

晶体管特性图示仪态QT2 操作规程一、测试前的开关与调节
二、各类晶体管的操作方法
三、注意事项
1、不要在放有易燃易爆品的地方使用仪器；
2、仪器特别是连接测试件的测试导线应远离强电磁场，以免对测量产生干拢；
3、打开电源前确保接好了保护地线以防电击，且应避免交流电的零线用作保护地线；
4、不要不接保护地线或不接保护地线，否则将造成潜在的电击伤害；
5、无保护地线和保险丝时请勿使用仪器；
6、仪器测试完毕、排除故障需打开仪器或更换保险丝前需切断电源和负载；
7、未经许可严禁取下仪器外壳和拆卸仪器的任何部件；
8、打开电源预热10分钟后仪器才可进入正常工作状态；
9、对被测管的的主要直流参数要熟悉了解，特别要了解该被测管的集电极最大允许耗
散功率P cm,集电极对其它极的最大反向击穿电压，如BV CEO、BV CBO、BV CRR，集电极最大允许电流Ｉcm等主要指标；
10、在测试前首先将极性与被测管所需要的极性相同，即选择PNP或NPN的开关置于
规定位置；
11、将集电极电压输出电压不应超出被测管允许的集电极电压，一般情况下将峰值电压
旋至零，防止被测管损坏；
12、对被测管进行必要的估算，以选择合适的注入阶梯电流或电压，此估算的原则以不
超过被测管的集电极最大允许耗损功率；
13、在进行Ｉcm的测试时，一般采用单次阶梯为宜，以免被测管被电流击穿；
14、在进行Io或Ｉcm测试中，应根据集电极电压的实际情况，不应超过本仪器规定的
16、注意仪器保养，操作人员离开岗位必须断开仪器电源。

制定部门：制定：审核：核准：。

用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参数一、 引言晶体管在半导体器件中占有重要的地位，也是组成集成电路的基本元件。

晶体管的各种特性参数可以通过专用仪器--晶体管特性图示仪进行直接测量。

了解和测量实际的晶体管的各种性能参数不仅有助于掌握晶体管的工作机理，而且还可以分析造成各种器件失败的原因，晶体管特性图示仪是半导体工艺生产线上最常用的一种工艺质量检测工具。

本实验的目的是：了解晶体管特性图示仪的工作原理；学会正确使用晶体管特性图示仪；测量共发射极晶体管的输入特性、输出特性、反向击穿特性和饱和压降等直流特性。

二、晶体管特性图示仪的工作原理和基本结构晶体管的输出特性曲线如图1所示，这是一组曲线族，对于其中任一条曲线，相当于I b =常数（即基极电流I b 不变）。

曲线显示出集电极与发射极之间的电压V cc 增加时，集电极电流I c 的变化。

因此，为了显示一条特性曲线，可以采用如图2所示的方法，既固定基极电流I b 为：b be b bE V I R -= （1）图1共射晶体管输出特性曲线 图2共射晶体管接法在集电极到发射极的回路中，接入一个锯齿波电压发生器E c 和一个小的电阻R c ，晶体管发射极接地。

由于电阻R 很小，锯齿波电压实际上可以看成是加在晶体管的集电极和发射极之间。

晶体管的集电极电流从电阻R c上流过，电阻R c上的电压降就正比于I c。

如果把晶体管的c、e两点接到示波管的x偏转板上，把电阻R c两端接到示波管的y偏转板上，示波器便显示出晶体管的I c随V cc变化的曲线。

（为了保证测量的准确性，电阻R c应该很小）。

用这种方法只能显示出一条特性曲线，因为此时晶体管的基极电流I b是固定不变的。

如果要测量整个特性曲线族，则要求基极电流I b改变。

基极电流I b的改变采用阶梯变化，每一个阶梯维持的时间正好等于作用在集电极的锯齿波电压的周期，如图3所示。

阶梯电压每跳一级，电流I b便增加一级。

（每一级阶梯的增幅可根据不同的晶体管的做相应的调整）。

用图示仪测量双极性晶体管的直流参数晶体管在电子技术方面具有广泛的应用。

在制造晶体管和集成电路以及使用晶体管的过程中，都要检测其性能。

晶体管输入、输出及传输特性普遍采用直接显示的方法来获得特性曲线，进而可测量各种直流参数。

晶体管直流参数测试仪很多，JT-1型晶体管特性图示仪是最常用的一种。

本实验的目的是了解JT-1型特性图示仪原理，掌握其使用方法，并用这种仪器进行晶体管直流参数测试及芯片检测，分析晶体管质量，分析晶体管质量，找出失效原因，作为进一步改进器件性能的依据。

一、实验原理利用图示仪测试晶体管输出特性曲线的原理如图1所示。

图中BG代表被测的晶体管，R B、E B构成基极偏流电路。

取E B>>V BE,可使I B=(E B- V BE)/ R B基本保持恒定。

在晶体管C-E之间加入一锯齿波扫描电压，并引入一个小的取样电阻R C，这样加到示波器上X轴和Y轴的电压分别为V x =V ce =V ca +V ac=V ca-I c R c ≈V caV y=-I c.R cα∝-I c图1测试输出特性曲线的原理电路当I B恒定时，在示波器的屏幕上可以看到一根I c—V ce的特性曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。

为了显示一组在不同I B的特性曲线簇Ici=Φ(Ici, V ce)应该在X轴的锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化，所以应将图1中的E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。

每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同的阶梯电压V B1、V B2 、V B3 …就可对应地提供不同的恒定基极注入电流I B1 I B2 I B3…。

只要能使每一阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期，如图2所示，就可以在T0时刻扫描出Ic0=Φ(Ib0, V ce)曲线，在T1时刻扫描出Ic1=Φ(Ib1, V ce)曲线…。

通常阶梯电压有多少级，就可以相应地扫描出有多少根Ic=Φ(Ib, V ce)输出曲线。

用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参数一、 引言晶体管在半导体器件中占有重要的地位，也是组成集成电路的基本元件。

晶体管的各种特性参数可以通过专用仪器--晶体管特性图示仪进行直接测量。

了解和测量实际的晶体管的各种性能参数不仅有助于掌握晶体管的工作机理，而且还可以分析造成各种器件失败的原因，晶体管特性图示仪是半导体工艺生产线上最常用的一种工艺质量检测工具。

本实验的目的是：了解晶体管特性图示仪的工作原理；学会正确使用晶体管特性图示仪；测量共发射极晶体管的输入特性、输出特性、反向击穿特性和饱和压降等直流特性。

二、晶体管特性图示仪的工作原理和基本结构晶体管的输出特性曲线如图1所示，这是一组曲线族，对于其中任一条曲线，相当于I b =常数（即基极电流I b 不变）。

曲线显示出集电极与发射极之间的电压V cc 增加时，集电极电流I c 的变化。

因此，为了显示一条特性曲线，可以采用如图2所示的方法，既固定基极电流I b 为：b be b bE V I R -= （1）图1共射晶体管输出特性曲线 图2共射晶体管接法在集电极到发射极的回路中，接入一个锯齿波电压发生器E c 和一个小的电阻R c ，晶体管发射极接地。

由于电阻R 很小，锯齿波电压实际上可以看成是加在晶体管的集电极和发射极之间。

晶体管的集电极电流从电阻R c上流过，电阻R c上的电压降就正比于I c。

如果把晶体管的c、e两点接到示波管的x偏转板上，把电阻R c两端接到示波管的y偏转板上，示波器便显示出晶体管的I c随V cc变化的曲线。

（为了保证测量的准确性，电阻R c应该很小）。

用这种方法只能显示出一条特性曲线，因为此时晶体管的基极电流I b是固定不变的。

如果要测量整个特性曲线族，则要求基极电流I b改变。

基极电流I b的改变采用阶梯变化，每一个阶梯维持的时间正好等于作用在集电极的锯齿波电压的周期，如图3所示。

阶梯电压每跳一级，电流I b便增加一级。

（每一级阶梯的增幅可根据不同的晶体管的做相应的调整）。

晶体管图示仪的测试原理晶体管图示仪是一种用于测试和分析晶体管性能的仪器。

它通过对晶体管进行电流-电压（I-V）特性曲线的测量，来评估晶体管的工作状态和性能。

晶体管图示仪的测试原理主要包括以下几个方面：1. 电流-电压特性测量：晶体管图示仪通过在晶体管的基极、发射极和集电极之间施加不同的电压，测量晶体管的电流-电压特性曲线。

这些特性曲线可以显示晶体管的工作区域、饱和区、截止区等工作状态，以及晶体管的放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能参数。

2. 输入输出特性测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的输入输出特性。

输入特性是指在给定的集电极电压下，测量晶体管的基极电流与基极电压之间的关系；输出特性是指在给定的基极电流下，测量晶体管的集电极电压与集电极电流之间的关系。

通过测量输入输出特性，可以评估晶体管的放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能参数。

3. 频率响应测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的频率响应特性。

频率响应是指晶体管在不同频率下的放大倍数和相位差。

通过测量频率响应，可以评估晶体管的截止频率、增益带宽等性能参数。

4. 功率测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的功率特性。

功率特性是指晶体管在不同电压和电流下的功率输出。

通过测量功率特性，可以评估晶体管的最大功率输出、效率等性能参数。

晶体管图示仪的测试原理基于电子学和半导体物理学的基本原理。

晶体管是一种半导体器件，其工作原理基于PN结和场效应晶体管的原理。

晶体管图示仪通过施加不同的电压和电流，可以改变晶体管的工作状态，从而测量和分析晶体管的性能。

总之，晶体管图示仪通过测量晶体管的电流-电压特性、输入输出特性、频率响应特性和功率特性，来评估晶体管的工作状态和性能。

它是一种重要的测试仪器，用于研究和开发半导体器件、电子电路和通信系统等领域。

用晶体管特性图示仪测试晶体管主要参数一．实验目的掌握晶体管特性图示仪测试晶体管的特性和参数的方法。

二．实验设备（1）XJ4810晶体管特性图示仪（2）QT 2晶体管图示仪（3）3DG6A 3DJ7B 3DG4三．实验原理1．双极型晶体（以3DG4NPN 管为例）输入特性和输出特性的测试原理（1）输入特性曲线和输入电阻i R ，在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输入电压和输入电流之比为i R ，即＝常数CE V B BEi I V R ∂∂= （1.1）它是共射晶体管输入特性曲线斜率的倒数。

例如需测3DG 4在V CE ＝10时某一作点Q 的R 值，晶体管接法如图1.1所示。

各旋扭位置为峰值电压%80% 峰值电压范围0～10V 功耗电阻50Ω X 轴作用基极电压1V/度 Y 轴作用 阶梯选择μ20A/极 级/簇10 串联电阻10K 集电极极性 正（+）把X 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后X 轴作用扳回基极电压0.1V/度，即得CE V ＝10V 时的输入特性曲线。

这样可测得图1.2：V CE V B BEi I V R 10=∆∆= （1.2）根据测得的值计算出i R 的值图1.1晶体管接法 图1.2输入特性曲线 （2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、FE h在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输入电流增量之比为共射晶体管交流电流放大系数β。

在共射电路中，输出端短路时，输出电流和输入电流之比为共射晶体管直流电流放大系数FE h 。

晶体管接法如图1.1所示。

旋扭位置如下：峰值电压范围10V 峰值电压%80% 功耗电阻250Ω X 轴集电极电压1V/度 Y 轴集电极电流2mA/度 阶梯选择μ20A/度 集电极极性 正（+）得到图1.3所示共射晶体管输出特性曲线，由输出特性曲线上读出V V CE 5=时第2、4、6三根曲线对应的C I ，B I 计算出交流放大系数BC I I ∆∆=β （1.3） FE h >β主要是因为基区表面复合等原因导致小电流β较小造成的，β、FE h 也可用共射晶体管的转移特性（图1.4）进行测量只要将上述的X 轴作用开关拨到“基极电流或基极源电压”即得到共射晶体管的转移特性。

实验8 晶体管特性图示仪的使用8．1实验目的1）熟悉XJ4810/NW4822型图示仪的面板装置；2）熟悉XJ4810/NW4822型图示仪的面板装置的操作方法；3）掌握在正式测试前对仪器的检查、校验。

4）会使用XJ4810/NW4822测试二极管的正、反向特性，包括稳压二极管的稳压特性；5）会使用XJ4810/NW4822测试三极管的输入特性、输出特性及主要参数（不包括频率参数）；6）学会使用XJ4810/NW4822测试场效应晶体管、双基极二极管的特性曲线及主要参数。

8．2实验设备1）XJ4810/NW4822型图示仪一台。

2）2AP9、2CP10、2CW、3DG6、3AK20、3DD15、3DJ6、BT33各一只；晶体管亦可用新型号1N4001、9013、9012等。

3）稳压电源一台，测试BT33用。

8．3实验步骤实验前预习XJ4810/NW4822型图示仪的面板装置图（见附图10.1、附图10.2及附图11）及各控制装置的作用介绍（见附录10-1、附录10-2及附录11）；熟悉XJ4810/NW4822型面板装置及操作方法。

8.3.1 使用前的检查接通电源，预热5-10分钟后，进行下列调整：（1）调节“辉度”旋钮使亮度适中；（2）调节“峰值电压%”旋钮，逆时针旋到底，使集电极扫描电压为零伏，此时可揿下“峰值电压范围”的10V键。

调节“聚焦”和“辅助聚焦”，使光点清晰。

（3）放大器增益检查XJ4810型将光点聚焦好后，调节两个“移位”旋钮，将光点移至屏幕的左下方（即标尺刻度的左下角），按下“校准”旋钮，光点应在屏幕有（实线）刻度的范围内从左下角跳向右上角。

否则应用小螺丝马调整X或Y的增益微调。

NW4822型将光点聚焦好后，调节两个“移位”旋钮，将光点移至屏幕的左上方（即标尺刻度的左上角），按下“校准”旋钮，光点应在屏幕有（实线）刻度的范围内从左上角跳向右下角。

此时Y轴部分的“电流/度”及X轴部分的“电压/度”两个开关位置可置于任何位置。

审核/日期----- 版次A/O批准/日期QT2晶体管图示仪使用方法页次1/4QT2晶体管图示仪使用方法一、晶体管图示仪测试范围：三极管/二极管/场效应管/可控硅等。

二、使用方法：1、先将图示仪电源开关打开，十分钟后便可开始检测。

a、反向击穿电压的检测：Vcbo 集电极/基极间电压（发射极开路）Vebo 发射极/基极间电压（集电极开路）Vceo 集电极/发射极间电压（基极开路）Vcer 集电极/发射极间电压（基极与发射极间电阻连接）Vces 集电极/发射极间电压（基极与发射极间短路）2、根据被测三极管的极性选择NPN/PNP 。

被测的BCE各极按照上表所示进行连接（开路可直接悬空）3、Y偏转放大器的电流/度（集电极电流）开关至于较小挡，无特殊要求一般置于100/uA度挡级。

4、X偏转放大器的电压/度U0根设定合适的挡。

5、无特殊要求将集电极功耗电阻至于10K~100K之间的任意挡级。

6、集电极电压至于合适的档级（根据被测管的参数而定），峰值电压初始为0 ，测试时按顺时针方向适当的加大。

7、读出数值并记录、比较，要求所测值必须大于晶体管额定值。

审核/日期------ 版次A/O批准/日期QT2晶体管图示仪使用方法页次2/4QT2晶体管图示仪使用方法b、V CE----I C特性测试:(集、射极电压/集电极电流)1、根据集电极、基极的极性选择开关置于NPN/PNP，并将开关置于常态。

如基极需要反相时可置于“倒置”。

2、按照被测管的管脚CBE的排列对应插入测试盒中。

3、查看被测管的参数，将Y电流/度置于I C合适的档级，X电压/度置于U C合适档级。

4、选择A/B测试盒,并将开关置于所要测试的一边。

5、调整光标的位置，使其停在左下方（NPN）或右上方（PNP）的零点开始。

6、选择合适的阶梯幅度/级开关置于电流/级的某一挡（一般至于较小挡级，再逐渐加大致要求值）。

7、选择合适的集电极功耗电阻，电阻值的确定可根据负载线的要求或保护被测管的要求选择。

1、定义：晶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。

它功能强，用途广泛、直接显示、使用方便、操作方便的优点，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，是必不可少的测试工具。

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、电流放大特性及反馈特性；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、β或α参数等。

2、晶体管特性图示仪与示波器的区别：晶体管特性图示仪能够自身提供测试时所需要的信号源，并将测试结果以曲线形式显示在荧光屏上。

3、优缺点：晶体管特性图示仪不能用于测量晶体管的高频参数。

4、组成：主要由阶梯波发生器、集电极扫描信号源、测试变换电路、控制电路、X-Y方式示波器等部分组成。

由于晶体管特性图示仪的测量原理基础是逐点测量法，且是动态测量，故晶体管特性图示仪的功能应该满足：能提供测试过程所需的各种基极电流（阶梯波发生器）；每个固定基极电流期间，集电极电压能做相应改变；（集电极扫描信号源）能够即使取出各组测量值并传送至显示电路。

5、晶体管特性图示仪各组成部分的作用：（见书P127）阶梯波发生器（组成和工作原理见书P129）：提供基极阶梯电压或电流集电极扫描信号源：每个固定基极电流期间，集电极电压能做相应改变；测试变换电路：为适应测试NPN和PNP管控制电路：实现集电极扫描信号源和阶梯波信号源的同步X-Y方式示波器：X和Y轴放大器（对取自被测器件上的电压信号进行放大，然后送至偏转板形成扫描线）和示波管6、晶体管特性图示仪的操作使用面板介绍：包括五部分（示波管控制电路；集电极电源；偏转放大；阶梯信号测试台）J2461型晶体管特性图示仪J2461型晶体管特性图示仪，是根据教育部《JY6－78》号技术标准的规定和要求而设计的。

它是J2458型教学示波器的辅助装置，主要供中等学校实验室测量晶体管使用。

XJ4810晶体管特性图示仪说明书晶体管测量仪器是以通用电子测量仪器为技术基础，以半导体器件为测量对象的电子仪器。

用它可以测试晶体三极管（NPN型和PNP型）的共发射极、共基极电路的输入特性、输出特性；测试各种反向饱和电流和击穿电压，还可以测量场效管、稳压管、二极管、单结晶体管、可控硅等器件的各种参数。

下面以XJ4810型晶体特性图示仪为例介绍晶体管图示仪的使用方法。

图A-23 XJ4810型半导体管特性图示仪7.1 XJ4810型晶体管特性图示仪面板功能介绍XJ4810型晶体管特性图示仪面板如图A-23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0～10V、0～50V、0～100V、0～500V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0～10V/5A、0～50V/1A、0～100V/0.5A、0～500V/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。

实验一、晶体二极管、晶体三极管的测试实验一晶体二极管、晶体三极管的测试(S1)一、实验目的1、认识晶体二极管、晶体三极管；2、掌握用万用表对晶体二极管、晶体三极管进行简易测量的方法；3、学习用晶体管图示仪测量特性曲线的方法，加深对晶体二极管、晶体三极管特性曲线的理解。

二、实验器材500型万用表一台晶体管图示仪一台电子元件：晶体二极管、晶体三极管若干100Ｋ－－200Ｋ电阻若干三、实验原理1、万用表测量电阻的原理指针式万用表欧姆挡等效电路如图1－1所示。

图中，Ｅ为表内电源（一般基本档使用一节1.5Ｖ电池），ｒ为万用表等效内阻，Ｉ为被测回路中的实际电流。

由图可知，万用表“＋”端表笔（红色表笔）对应表内电源的负极，而“－”端表笔（黑色表笔）对应表内电源的正极。

万用表欧姆挡刻度尺的中央刻度值称为“中值电阻”，它也就是欧姆挡的等效电阻。

一般万用表都是以Ｒ×1Ｋ挡作为基本挡，这时表内电源采用1.5Ｖ电池。

为了测量更小的电阻，在基本挡的基础上增加电阻ｒ’（图1－2），这样，流经表头的电流值所表征的被测电阻值变小了，或者说欧姆档的中值电阻（等效内阻）变小了，能够输出的测量电流则变大了。

一般万用表Ｒ×100、Ｒ×10、Ｒ×1挡的中值电阻较之基本挡依次递减10倍。

为了测量更大的电阻，通常是提高电源电压Ｅ，同时增加ｒ值，更大的Ｅ能使万用表表针有足够的偏转。

一般万用表Ｒ×10Ｋ、Ｒ×100Ｋ挡中值电阻较基本挡依次递增10倍，Ｅ多采用9Ｖ或12Ｖ的电池。

2、用万用表对二极管作简易测量（1）判别二极管极性二极管内部是一个ＰＮ结，具有单向导电性，因此，以不同的方向接入万用表表笔之间时，测量回路的电流是不同的。

若黑表笔（电源正极）接二极管正（与Ｐ区相连），红表笔（电源负极）接二极管负极（与Ｎ区相连），这时回路电流较大，指示出的电阻值就较小（如图1－3所示）。

反之，回路电流较小，指示出的电阻值就较大。

怎样识别和检测元器件 133 第 2 章
图2-203
2.1
3.2 检测晶体二极管
1．识别和检测管脚
晶体二极管可用万用表进行引脚识别和检测。

将万用表置于“R × 1k ”挡，两表笔分别接到二极管的两端，如果测得的电阻值较小，则为二极管的正向电阻，这时与黑表笔（即表内电池正极）相连接的是二极管正极，与红表笔（即表内电池负极）相连接的是二极管负极，如图2-204所示。

如果测得的电阻值很大，则为二极管的反向电阻，这时与黑表笔相接的是二极管负极，与红表笔相接的是二极管正极，如图2-205所示。

图2-204 图2-205。