晶体管测试

实验二晶体管测试

一、实验目的：

1．熟悉晶体二极管、三极管和场效应管的主要参数。

2．学习使用万用电表测量晶体管的方法。

3．学习使用专用仪器测量晶体管的方法。

二、实验原理：

（一）晶体管的主要参数：

晶体管的主要参数分为三类：直流参数、交流参数和极限参数。其中极限参数由生产厂规定，可以在器件特性手册查到，直接使用。其它参数虽然在手册上也给出，但由于半导体器件的参数具有较大的离散性，手册所载参数只能是统计大批量器件后得到的平均值或范围，而不是每个器件的实际参数值。因为使用晶体管时必须知道每个管子的质量好坏和某些重要参数值，所以，测量晶体管是必须具备的技术。下面结合本次实验内容，简介晶体管的主要参数。

1．晶体二极管主要参数：

使用晶体二极管时需要了解以下参数：

（1）最大整流电流I F ：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，由手册查得。

（2）正向压降V D ：二极管正向偏置，流过电流为最大整流电流时的正向压降值，可用电压表或晶体管图示仪测得。

（3）最大反向工作电压V R ：二极管使用时允许施加的最大反向电压。可用电压表或晶体管特性图示仪测得反向击穿电压V(BR) 后，取其1∕2即是。

（4）反向电流I R：二极管未击穿时的反向电流值。可用电流表测得。

（5）最高工作频率f M ：一般条件下较难测得，可使用特性手册提供的参数。

（6）特性曲线：二极管特性曲线可以直观地显示二极管的特性。由晶体管特性图示仪测得。

2．稳压二极管主要参数：

稳压二极管正常工作时，是处在反向击穿状态。稳压二极管的参数主要有以下几项：（1）稳定电压V Z：稳压管中的电流为规定电流时，稳压管两端的电压值。手册虽然给出了每种型号稳压二极管的稳定电压值，但此值的离散性较大，所以手册所给只能是一个范围。此值必须测定后才能使用稳压二极管。可用万用电表或晶体管特性图示仪测量。

（2）稳定电流I Z：稳压管正常工作时的电流值，参数手册中给出。使用晶体管特性图示仪测量此项参数比较方便，可直接观察到稳压管有较好稳压效果时对应的电流值，便是此值。

（3）动态电阻r Z ：稳压管两端的电压V Z 和流过稳压管的电流I 的变化量之比，可用电压表、电流表共同测得，或用晶体管特性图示仪测得，用下式计算：

I

V r Z

Z ∆∆=

（4）额定功耗P Z ：由生产厂规定，可由特性手册中查到。 3．晶体三极管主要参数：

（1）直流电流放大系数-

β：可用电流表或晶体管特性图示仪测得集电极电流I C 和基极电流I B 后算出，也可用数字万用表的H FE 档测得。计算公式：

B

CE C I I I -=

β-

式中I CE0是三极管的穿透电流。当此值很小时，可以使用下式：

B

C

I I ≈

β-

数字万用表的H FE 档是专用来测量晶体三极管-

β值的。其提供的测试条件为：基极电流I B 约10μA 、VCC 约2.8V 。其测得值不太精确，只能作为参考。

（2）穿透电流I CE0 ：基极开路时的I C 值，此值反映了三极管的热稳定性，越小越好。用电流表测得。

（3）交流电流放大系数β ：I C 与I B 的变化量之比。可由电流表或晶体管特性图示仪测得ΔI C 和ΔI B 后根据下式计算：

B

C

I I ∆∆=

β 该参数也可表为h fe 。两者略有区别：β是指对应实际工作条件时的ΔI C 与ΔI B 之比，而h fe 是指在给定条件下（一般由生产厂给定）的ΔI C 与ΔI B 之比。β与h fe 的值基本相等，所以在使用时常常不予区别。

（4）反向击穿电压BV CE0 ：基极开路时，C 、E 之间的击穿电压。也可表示为 U （BR ）CE0 。在使用中是一项重要的参数，可由电流表、电压表配合测得。使用晶体管特性图示仪测量十分方便。测量时应注意集电极功耗电阻应取10K 以上，避免击穿时集电极电流过大，使被测三极管因功耗过大烧毁。

（5）其它参数或在一般条件下不易测得，或在使用中意义不大，不再介绍。如果在使用中用到，可由三极管参数手册查阅。

4．场效应管的主要参数

（1）饱和漏电流（I DSS ）：这是结型（JFET ）或耗尽型场效应管（MOSFET ）的一项重要参数，是指场效应管栅源电压（V GS ）为零时的漏极电流（I D ）。可用电流表或晶体管图示仪测得。

（2）夹断电压（V P 或U GS(off)）：结型或耗尽型场效应管的重要参数，是指当结型场效应管栅—源之间加足够高的负偏压时，导电沟道完全闭合，漏极电流近似为零时的栅源电压（V GS ），可用万用表或晶体管图示仪测得。实测时，为便于测量，规定V P 对应的最小漏极电流值。

（3）开启电压（V on 或U GS(th)）：这是增强型MOS 场效应管的一项重要参数，是指漏源电压（V DS ）为固定数值条件下，能建立导电沟道，产生漏极电流（I D ）所需的最小GS V 值。

（4）低频跨导（g m ）：这是反映场效应管放大能力的一项参数，可用万用表或晶体管图示仪测得。

定义：在V DS 为固定值的条件下，GS

D

m V I g ∆∆=

（S 或mA ∕V ） 其它参数的定义和测试方法与晶体三极管差不多。 （二）使用万用电表电阻档测量晶体管：

指针式万用电表（500型）的“电阻档”，可测量元件的电阻值。其原理为：万用表内部电池作为测量电源，流过被测元件的电流使指针偏转，根据欧姆定律制作表盘的“电阻档”刻度，因此可以根据表盘刻度直接读出被测器件的电阻值。当被测电阻的阻值为零时，指针偏转最大（满度）。万用表Ω×1～Ω×1K 档使用内部的1.5V 电池，

Ω×10K 档使用内部的9V 电池。由图2.1可以看出，万用表的黑表笔连接内部电池的正极，红表笔连接内部电池的负极，使用时应该注意。使用指针式万用电表测量半导体器件，是借用万用电表内部的电

池作为测量电源，根据指针偏转的情况判断晶体管的某些参数。由于“电阻档”不是专门为测量晶体管而设计的，所以其电阻档的读数没有实际意义，只能作定性的判别。

数字式万用表（890型）具有专门测量晶体二极管和晶体三极管的功能，

它的

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))

档可用于测量二极管PN 结的单向导电性。该档的显示值大约等于二极管正向导通压降（mV ）。测试条件为：正向电流约1mA ，开路电压约2.8V 。

数字万用表的表笔颜色与内部电池的极性一致，即：红表笔接内部电池的正极，黑表

图2.1 万用表

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