晶體管特性圖示儀原理

下面以使用本儀器測試“晶體二極管伏安特性”和“晶體三極管輸出特性”為例，介紹儀器的工作原理。

1．二極管伏安特性的測試原理

流過二極管的電流I和二極管兩端電壓U的函數(shù)關(guān)系稱為“二極管伏安特性”。本儀器通過顯示“伏安特性曲線”來定量顯示被測二極管的“伏安特性”。由二極管伏安特性曲線（正向區(qū)）可知，當我們將二極管兩端的電壓U由0逐漸增大時，二極管中的電流I會按照“二極管方程”的規(guī)律逐漸增大。

二極管方程式中：在環(huán)境溫度為300K時，UT≈26mV 。

將這一過程重復(fù)進行稱為“電壓掃描”。根據(jù)特性曲線所在的象限，用本儀器“X軸作用”和“Y軸作用”的“移位”旋鈕調(diào)整掃描的原點在示波器屏幕的左下角或右上角。當測量二極管正向特性曲線時，由于曲線位于*象限，所以應(yīng)將原點調(diào)整至屏幕左下角。（而反向特性曲線位于第三象限，應(yīng)將原點調(diào)整至右上角，并將掃描電壓極性選擇為“－”。）二極管兩端的電壓U的值經(jīng)“X軸放大器”放大后，控制示波器光點在X軸方向的運動。當電壓由0逐漸增大時，光點從左邊的原點處向右水平移動，光跡的長度和電壓值成正比。同時，用流過二極管的電流I的值（需變換成電壓）經(jīng)“Y軸放大器”放大后，來控制示波器光點在Y軸方向的運動。當電流由0 逐漸增大時，光點由下邊的原點處向上垂直運動，光跡的長度和電流成正比。兩者的共同作用就會使示波器的光點在在屏面上顯示出二極管的伏安特性曲線，并可根據(jù)示波管上的刻度定量讀出電壓、電流的數(shù)據(jù)。

測試二極管伏安特性曲線時，儀器工作原理如圖1所示。

（1）將“測試選擇”開關(guān)扳向中間（“關(guān)”），被測二極管插入測試臺左側(cè)“E”和“C”插孔中，這時二極管沒有加電；當其它選項調(diào)節(jié)好后，再將“測試選擇”扳向“晶體管A”側(cè)，進行加電測量。

（2）測試二極管時，基極“階梯信號”不起作用。加在被測二極管上的電壓由“集電極掃描信號”單元提供。

“集電極掃描信號”單元輸出的是頻率為100Hz的脈動直流電壓，波形如 的正電壓或 的負電壓，由“極性”旋鈕控制，可選“+”或“－”；電壓的峰值由“峰值電壓范圍”選擇，可選“0～20伏”或“0～200伏”，再由“峰值電壓”旋鈕細調(diào)，可產(chǎn)生上述范圍之間的任意值。注意：測量半導(dǎo)體器件一般選擇“0～20”，而“0～200”用來測試器件的反向擊穿電壓。“功耗限制電阻”串連在電路中起保護作用，避免過大電流流過被測管。

測量二極管時，調(diào)節(jié)JT-1的“集電極掃描單元”的控制旋鈕，使“極性”為“+”，“峰值電壓范圍”為“0～20V”，“峰值電壓”先旋為“0”，正式測量時加大到所需值。 “功耗限制電阻”在測量大電流二極管時可選幾Ω或幾十Ω，小電流管可選幾十Ω至幾KΩ。

（3）“X軸作用”用來選擇X軸放大器的測量對象和X軸放大器放大倍數(shù)，當扳至“集電極電壓”0.1“伏 [1]

構(gòu)成：

晶體管特性圖示儀主要由集電極掃描發(fā)生器,基極階梯發(fā)生器,同步脈沖發(fā)生器,X軸電壓放大器,Y軸電流放大器,示波 管,電源及各種控制電路等組成. 各組成的主要作用如下:

(1)集電極掃描發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生集電極 掃描電壓,其波形是正弦半波波形,幅值可以調(diào)節(jié), 用于形成水平掃描線.

(2)基極階梯發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生基極階梯 電流信號,其階梯的高度可以調(diào)節(jié),用于形成多條曲 線簇.

(3)同步脈沖發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生同步脈沖,使掃描發(fā)生器和階梯發(fā)生器的信號嚴格 保護同步.

(4)X軸電壓放大器和Y軸電流放大器的主要作 軸電壓放大器和Y 用,是把從被測元件上取出的電壓信號(或電 流信號)進行放大,達到能驅(qū)動顯示屏發(fā)光之 所需,然后送至示波管的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)板上,以在屏面上形成掃描曲線.

(5)示波器的主要作用,是在熒屏面上顯示測 試的曲線圖象.

(6)電源和各種控制電路,電源是提供整機的能源供給,各種控制電路是便于測試轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié).