实验五 晶体管特性图示仪测量三极管的直流参数
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。
一、实验目的
（1）了解YB4812型晶体管特性图示仪原理，掌握其使用方法；
（2）观察三极管的输出特性曲线；
（3）测试四种三极管的反向击穿电压和直流电流增益。
二、实验原理
利用晶体管特性图示仪测试晶体管输出特性曲线的原理如图1所示。图中T 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 －I C ∙ R C ≈V CA ， V Y =－I C ∙ R C ∞－I C
图5.1 测试输出特性曲线的原理电路
R E
图5.2 基极阶梯电压与集电极扫描电压间关系
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(I C i, 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5.2所示，就可以在T0时刻扫描出I C0=Φ(I B0, V CE)曲线，在T1时刻扫描出I C1=Φ(I B1, 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I C=Φ(I B, V CE)输出曲线。YB4812型晶体管特性图示仪是根据上述的基本工作原理而设计的。它由基极正负阶梯信号发生器，集电极正负扫描电压发生器，X轴、Y轴放大器和示波器等部分构成，其组成框图如5.3所示，详细调节情况可参考附录。
图5.3 图示仪的组成框图
三、实验仪器与设备
1、实验设备：YB4812晶体管特性图示仪；
2、实验样品：具体型号规格见表2。
表5.1 测试样品参数表
四、实验内容与步骤
描述晶体管的参数很多，双极型晶体管直流参数的测试主要包括：输出特性曲线、反向特性测试、直流电流增益。
1．三极管输出特性曲线和β值的测量
（1）输出特性曲线
基极电流I B一定时，晶体三极管的I C和U CE之间的关系曲线叫做输出特性曲线。如图4、图5所示。曲线以I C（mA）为纵坐标，以U CE（V）为横坐标给出，I B为参变量。图上的点表示了晶体管工作时I B、U CE、I C三者的关系，即决定了晶体三极管的工作状态。从曲线上可以看出，晶体管的工作状态可分成三个区域。饱和区：U CE很小，I C很大。集电极和发射极饱和导通，好像被短路了一样。这时的U CE称作饱和压降。此时晶体管的发射结、集电结都处于正向偏置。放大区：在此区域中I B的很小变化就可引起I C的较大变化，晶体管工作在这一区域才有放大作用。在此区域I C几乎不受U CE控制，曲线也较为平直，此时管子的发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。截止区：I B＝0，I C极小，集电极和发射极好像断路（称截止），管子的发射结、集电结都处于反向偏置。
图5.4 理论输出特性图5.5 实测输出特性
（2）直流电流增益
共发射极电路直流电流增益的定义如下：β≈ΔI C/ΔI B|VCE=常数
①3DK2：以NPN型3DK2晶体管为例，查表2得知3DK2 β的测试条件为V CE =20V、
I C=10mA。将光点移至荧光屏的左下角作坐标零点。
具体调节方式：
峰值电压范围0～10V，Y轴集电极电流1 mA /度，X轴集电极电压0.5V/度，显示极性“+”，极性“+”，扫描电压“+”，功耗电阻250Ω，幅度/级10μA，管脚：E-B-C（型号正面从左至右）。
逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线，读出X轴集电极电压V CE=1V 时最上面一条曲线（每条曲线为10μA，最下面一条I B=0不计在内）I B值和Y轴I C值，可得β的值。为了便于读数，可将X轴的“伏/度”开关由原来的“集电极电压U C”改置“基极电
流I B”，就得到I C~I B曲线，其曲线斜率就是 。所得曲线称为电流传输特性曲线。
PNP型三极管β值的测量方法同上，只需改变扫描电压极性、阶梯信号极性、并把光点移至荧光屏右上角即可。
②3DG6
具体调节方式：
峰值电压范围0～10V，Y轴集电极电流1 mA /度，X轴集电极电压0.5V/度，显示极性“+”，极性“+”，扫描电压“+”，功耗电阻250Ω，幅度/级0.2mA，管脚：E-B-C（型号正面从左至右）。
③2N2907（PNP）
具体调节方式：
峰值电压范围0～10V，Y轴集电极电流2 mA /度，X轴集电极电压1V/度，显示极性“+”，极性“－”，扫描电压“－”，功耗电阻250Ω，幅度/级10μA，管脚：E-B-C（型号正面从左至右）。
④2N222
具体调节方式：
峰值电压范围0～10V，Y轴集电极电流2 mA /度，X轴集电极电压1V/度，显示极性“+”，极性“+”，扫描电压“+”，功耗电阻250Ω，幅度/级10μA，管脚：E-B-C（型号背面从左至右）。
2．三极管击穿电压的测试
以NPN型3DK2晶体管为例，测试时，仪器部件的置位详见表3。
被测管按图3的接法，逐步调高“峰值电压”，X轴的偏移量为对应的BV CEO值、BV CEO 值及BV EBO值。注：扫描电压极性“－”。
PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相似。
将晶体管按规定的引脚插入之后，逐渐加大反向峰值电压，即可观察到晶体管反向伏－安特性曲线。当反向电压增加到某一数值之后，反向电流迅速增大，这就是击穿现象。通常规定晶体管两级之间加上反向电压，当反向漏电流达到某一规定值时所对应的电压值即为反响击穿电压。
晶体管的反向漏电流和反向击穿电压有三种情况：
（1）BV CBO：E极开路时C-B之间的反向击穿电压；
