XJ4810半导体管特性图示仪
电子科技大学微电子器件实验报告MICRO-1
电⼦科技⼤学微电⼦器件实验报告MICRO-1电⼦科技⼤学实验报告（实验）课程名称微电⼦器件实验⼀：双极晶体管直流特征的测量学⽣姓名：学号：201203******指导教师：刘继芝实验地点：211楼605实验时间：2015、6、⼀、实验室名称：微电⼦器件实验室⼆、实验项⽬名称：双极晶体管直流特征的测量三、实验学时：3四、实验原理：1．XJ4810半导体管特性图⽰仪的基本原理⽅框图XJ4810图⽰仪的基本原理⽅框图如图1-3所⽰。
其各部分的作⽤如下。
（1）基极阶梯信号发⽣器提供必须的基极注⼊电流。
（2）集电极扫描电压发⽣器提供从零开始、可变的集电极电源电压。
（3）同步脉冲发⽣器⽤来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步，以便正确⽽稳定地显⽰特性曲线（当集电极扫描电压直接由市电全波整流取得时，同步脉冲发⽣器可由50Hz 市电代替）。
（4）测试转换开关是⽤于测试不同接法和不同类型晶体管的特性曲线和参数的转换开关。
（5）放⼤和显⽰电路⽤于显⽰被测管的特性曲线。
（6）电源（图中未画出）为各部分电路提供电源电压。
2．读测⽅法（以3DG6 npn 管为例）（1）输⼊特性曲线和输⼊电阻R i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R i ，即常数=??=CE V B BEi I V R 它是共射晶体管输⼊特性曲线斜率的倒数。
例如需测3DG6在V CE = 10V 时某⼀⼯作点Q 的R i 值，晶体管接法如图1-4所⽰。
各旋钮位置为：峰值电压范围 0~10V极性（集电极扫描）正（+）极性（阶梯）正（+）功耗限制电阻 0.1~1k Ω（适当选择）x 轴作⽤电压0 .1V/度 y 轴作⽤阶梯作⽤重复阶梯选择 0.1mA/级测试时，在未插⼊样管时先将x 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后插⼊样管，将x 轴作⽤扳到电压0.1V/度，即得V CE =10V 时的输⼊特性曲线。
这样可测得图1-5；.200101.002.0310Ω=?=??=-=V VB BE i CE I V R图1-4 晶体管接法图1-5 晶体管的输⼊特性曲线（2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、h FE 、α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。
半导体器件--用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参数
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）。
半导体管图示仪
半导体管图示仪半导体管图示仪（Semiconductor Curve Tracer）是一种常用的半导体器件测试仪器，主要用于测试半导体元件的电流-电压特性曲线和其它特性参数。
它通过测量半导体元件的电流与电压之间的关系，将高频的信号分析为在IV平面上的曲线。
半导体管图示仪通常包括电子束示波器、功率放大器、垂直和水平扫描电路等组成部分。
半导体管测试及曲线追踪原理在半导体器件测试中，需要通过电流和电压来确定器件的特性曲线。
半导体管图示仪通过使用一个恒流源和一个双踪示波器，可以绘制器件的IV曲线，即电流和电压之间的关系曲线。
半导体管测试与曲线追踪主要基于以下几个原理：电路半导体管测试电路主要由一对相反极性的电源、限流电阻和测量电极等组成。
对于PN结管，测量电极通常连接在PN结上。
由于PN结是一个二极管，通过控制正向或反向电压，可以控制电流的流动。
通过不同的电流和电压的组合，可以绘制出器件的特性曲线。
示波器示波器是半导体管测试仪中最重要的部分之一。
它的作用是将被测器件的信号转换为可视化的波形。
示波器根据输入信号的波形和幅度来生成一组输出信号，这些输出信号可以在阴极射线管上形成一系列的亮度和位置不同、连续变化的点。
扫描电路扫描电路通常由水平和垂直扫描电路构成。
水平扫描电路用于控制水平位置，以便在水平方向上绘制曲线。
垂直扫描电路则控制垂直位置。
半导体管图示仪的应用半导体管图示仪可用于测试半导体器件和集成电路。
半导体的特性曲线通常可以通过手动调节仪器和输入不同的电流和电压来测量。
为了绘制这些曲线，必须控制测量电路的电流，以便在电阻负载上测量芯片的阻值。
半导体管图示仪还可以测量器件的电容和电感等电性特性。
使用半导体管图示仪还可以进行以下操作：在负载下测试器件为了在负载下测试器件的电流和电压关系，可以将测试半导体器件的回路连接到合适的负载上，然后测量电流和电压。
测试功率放大器半导体管图示仪还可以用于测试功率放大器特性。
晶体管图示仪YB4810说明书
半导体器件物理实验指导书一、实验设备介绍1、概述YB4810型晶体管特性图示仪是一种用阴极射线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，尤其能在不损坏器件的情况下，测量其极限参数，如击穿电压、饱和压降等。
2、主要技术指标2.1 Y轴偏转系数集电极电流范围为10μA/div~0.5A/div，分15档，误差不超过±5%；二极管反向漏电流0.2μA/div~5μA/div，分5档，2μA/div、5μA/div误差不超过±5%，1μA/div误差不超过±7%，0.5μA/div误差不超过±10%，0.2μA/div误差不超过±20%；外接输入为0.1V/div误差不超过±5%。
2.2 X轴偏转系数集电极电压范围为0.1V/div~50V/div，分9档，误差不超过±5%；基极电压范围为0.1V/div~5V/div，分6档，误差不超过±5%；外接输入为0.05V/div误差不超过±7%。
2.3 阶梯信号阶梯电流范围为0.1μA/级~50mA/级，分18档；1μA/级~50mA/级，误差不超过±5%，0.1μA/级误差不超过±7%；阶梯电压范围为0.05V/级~1V/级，分5档，误差不超过±5%；串联电阻10Ω、10KΩ、0.1MΩ，分3档，误差不超过±10%；每簇级数4~10级连续可调。
2.4 集电极扫描电源、高压二极管测试电源其峰值电压与峰值电流容量如下表所示，其中最大输出不低于下表：0~5V 10A5V档0~50V 1A50V档0~500V 0.1A500V档0~3kV 2mA3kV档功耗限制电阻0.5MΩ，分11档，误差不超过±10%。
2.5 其它校正信号为0.5Vp-p误差不超过±2%（频率为市电频率），1Vp-p误差不超过±2%（频率为市电频率）；示波管15SJ110Y14内（UK=1.5Kv，UA4=+1.5kV）；电源电压为（220±10%）V；电源频率为（50±5%）Hz；视在功率在非测试状态约50W；满功率测试状态约80W。
10_项目十_晶体管特性图示仪
第二任务 晶体管特性图示仪的使用
• 10）聚焦：调节旋钮使观点最清晰。 • （11）荧光屏；示波管屏幕，外有坐标刻度盘。 • （12）辅助聚焦：与聚焦钮配合使用，使光点最清晰。 • （13）Y轴选择（电流/度）开关：具有22挡四种偏转作用的开关。可以进行
集电极电流、基极电压、基极电流和外接的不同转换。 • （14）电流/度×0.1倍率指示灯：灯亮时，仪器进入电流/度0.1倍工作状态 • （15）垂直位移及电流/度倍率开关：调节迹线在垂直方向上的位移。旋钮拉
校正的目的。
第二任务 晶体管特性图示仪的使用
• （19）X轴位移：调节迹线在水平方向上的位移。 • （20）X轴选择（电压/度）开关：可以进行集电极电压、基极电流、
基极电压和外接四种功能的转换，共17挡。 • （21）级/簇调节：在0～10的范围内可连续调节阶梯信号的级数。 • （22）调零调节：测试前应先调整阶梯信号的起始及零电平的位置。
• 二、 晶体管特性图示仪的工作原理
•
要在一个坐标系中显示出晶体管的特性曲线，必须测出
两个参数，虽然不同的特性曲线的参数不同，但其基本原理
是相同的。下面以测量三极管的共发射极电路的输出特性曲
线为例进行介绍。
•
三极管的共发射极电路的输出特性曲线是表示晶体管集
-射间的电压Uce变化时，集电极电流Ic如何随之变化的曲线
获得，电压每秒钟脉动100次，电压每脉动一次可以做一
次来回的两次扫描，则每秒钟就可作200次扫描，图线基
本做到亮度平稳而不闪烁。如图10-1所示
• 图10-1 工频电压经全波整流后的波形图
•
在晶体管Uce的作用下，集电极电流Ic将随之发生变
化，其大小可通接在集电极上的电阻进行调节。
半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量(精)
半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量一、实验目的1、了解半导体特性图示仪的基本原理2、学习使用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和参数。
二、预习要求1、阅读本实验的实验原理,了解半导体图示仪的工作原理以及 XJ4810 型半导体管图示仪的各旋钮作用。
2、复习晶体二极管、三极管主要参数的定义。
三、实验原理(一半导体特性图示仪的基本工作原理任何一个半导体器件,使用前均应了解其性能,对于晶体三极管,只要知道其输入、输出特性曲线,就不难由曲线求出它的一系列参数,如输入、输出电阻、电流放大倍、漏电流、饱和电压、反向击穿电压等。
但如何得到这两组曲线呢?最早是利用图 4-1 的伏安法对晶体管进行逐点测试 , 而后描出曲线, 逐点测试法不仅既费时又费力 , 而而且所得数据不能全面反映被测管的特性, 在实际中 , 广泛采用半导体特性图示仪测量的晶体管输入、输出特性曲线。
图 4-1 逐点法测试共射特性曲线的原理线路用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和各种直流参量的基本原理是用图 4-2(a 中幅度随时间周期性连续变化的扫描电压 UCS 代替逐点法中的可调电压 EC ,用图 4-2(b 所示的和扫描电压 UCS 的周期想对应的阶梯电流 iB 来代替逐点法中可以逐点改变基极电流的可变电压 EB , 将晶体管的特性曲线直接显示在示波管的荧光屏上 , 这样一来 , 荧光屏上光点位置的坐标便代替了逐点法中电压表和电流表的读数。
1、共射输出特性曲线的显示原理当显示如图 4-3 所示的 NPN 型晶体管共发射极输出特性曲线时 , 图示仪内部和被测晶体管之间的连接方式如图 4-4 所示 . T是被测晶体管 , 基极接的是阶梯波信号源 , 由它产生基极阶梯电流 ib 集电极扫描电压 UCS 直接加到示波器 (图示仪中相当于示波器的部分 , 以下同的 X 轴输入端 ,, 经 X 轴放大器放大到示波管水平偏转板上集电极电流 ic 经取样电阻 R 得到与 ic 成正比的电压 ,UR=ic,R加到示波器的 Y 轴输入端 , 经 Y 轴放大器放大加到垂直偏转板上 . 子束的偏转角与偏转板上所加电压的大小成正比 , 所以荧光屏光点水平方向移动距离代表 ic 的大小 , 也就是说 , 荧光屏平面被模拟成了 uce-ic 平面 .图 4-4 输出特性曲线显示电路输出特性曲线的显示过程如图 4-5 所示当 t=0 时 , iB =0 ic=0 UCE =0 两对偏转板上的电压均为零 , 设此时荧光屏上光点的位置为坐标原点。
9.2.2 XJ4810型晶体管特性图示仪的使用_零起步轻松学电子测量仪器（第2版）_[共7页]
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第9章 Q 表与晶体管特性图示仪173 零起步轻松学系列丛书电压送到示波管X 轴偏转板，当U ce 电压上升到一定值时，VT 有I c 电流通过，其途径是U 2上→R c →VT 的c 、e 极→R s →U 2下，I c 电流在流经R s 时，R s 两端产生电压，I c 电流越大，R s 两端的电压越高，该电压反映I c 电流大小，它加到示波管的Y 轴偏转板，在X 、Y 轴偏转板电压作用下，电子束在示波管显示屏上扫出I b = I b1时的三极管U ce −I c 曲线。
当U 2上升到最高时，电子束扫到显示屏最右端，然后U 2开始下降，U ce 也下降，电子束回扫，回扫途径与正扫相同，U 2下降到0时，电子束又回到原点。
接着U 1第二梯级电压送到VT 的基极，VT 有I b2电流流过，U 2又提供先上升后下降的电压，结果在示波管显示屏上又扫出I b = I b2时的三极管U ce −I c 曲线。
以后工作与上述相同，这里不再叙述，三极管VT 完整的输出特性曲线如图9-8（a ）示波管显示屏所示。
图9-8 三极管输出特性的动态测试原理 9.2.2 XJ4810型晶体管特性图示仪的使用晶体管特性图示仪种类很多，这里以广泛使用的XJ4810型晶体管特性图示仪为例来进行说明。
1．面板介绍XJ4810型晶体管特性图示仪的实物外形如图9-9所示。
面板各部分说明如下。
① 电源开关及辉度调节旋钮。
电源开关及辉度调节旋钮用来接通切断电源并调节显示屏光迹的亮度，如图9-10所示。
开关拉出接通仪器电源，旋转可以改变示波管光迹亮度。
② 电源指示灯。
电源指示灯用来指示仪器通电情况。
③ 聚焦旋钮。
调节该旋钮可使光迹最清晰。
④ 辅助聚焦旋钮。
辅助聚焦旋钮功能与聚焦旋钮相同，两旋钮配合使用。
⑤ 显示屏。
显示屏用来显示被测元件的特性曲线，显示屏上有10×10个小格，正中央有“十”字状的坐标刻度。
零起步轻松学电子测量仪器（第2版）174电子技术系列图9-9 XJ4810型晶体管特性图示仪的实物外形图9-10 面板局部图一⑥ 集电极电源极性按钮。
用晶体管特性图示仪测试晶体管主要参数
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。
XJ4810图示仪使用说明.pdf
文档简介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-23XJ4810型半导体管特性图示仪7.1XJ4810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。
12.辅助聚焦：与聚焦旋钮配合使用。
13.Y轴选择（电流/度）开关：具有22挡四种偏转作用的开关。
晶体管特性图示仪的使用
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。
模拟电子技术标准实验报告 实验1-4
w.
ibm
14mV 2 18 A 1.16 K I B 18 A 10 A, 选30 A。
I E I C I B 65 30A 2mA
ju
选管 3DG6C，测量其=65。 为求r be ，设I E 2mA，则
st
26mV 1.16k 2mA
I bm 是U i 产生I B 的最大值。为避免产生截止失真，不应使输入信号工作在输入特性的弯 曲部分。故在设置基极电流时最少加 10A的起始电流。
ibm
rbe 300 1 65
ww
核算I E 与初选值是否吻合：
3）选择偏置电阻R b1 和R b2 欲使I B 稳定应使 I 1 I B ，硅管的 I 1 5 10 I B，I B 30 A , 则I 1 150 300 A . 选 I 1 220 A 。 考虑到设计任务对放大器未提出温度等特殊要求，故设计中可作常温（0--45C）处理。 基极电压可选择低一些，使V B =3V，
ww
w.
四、思考题： 1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定，试分析其原因。调节哪些旋钮才能使波形稳 定不变。 答：用示波器观察信号波形，只有当示波器内部的触发信号与所测信号同步时，才能在荧光 屏上观察到稳定的波形。 若荧光屏上的波形不断移动不能稳定， 说明触发信号与所测信号不 同步,即扫描信号（X轴）频率和被测信号（Y轴）频率不成整数倍的关系（ x n y ）,从而使 每一周期的X、Y轴信号的起扫时间不能固定，因而会使荧光屏上显示的波形不断的移动。 此时，应首先检查“触发源”开关（SOURCE）是否与Y轴方式同步（与信号输入通道保持 一致） ；然后调节“触发电平” （LEVEL） ，直至荧光屏上的信号稳定。 2、在测量中交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时，为什么数据不同?测量直流电压 可否用交流毫伏表，为什么? 答： 交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时数据不同是因为交流毫伏表的读数为正弦 信号的有效值，而示波器荧光屏所显示的是信号的峰峰值。 不能用交流毫伏表测量直流电压。 因为交流毫伏表的检波方式是交流有效值检波， 刻度 值是以正弦信号有效值进行标度的，所以不能用交流毫伏表测量直流电压。
晶体管特性图示仪使用详解
② “峰值电压 %”调节旋钮。 作用：使集电极电源在确定的峰值电压范围内连续变 化。 ③ “+、-”极性按键开关。 作用：按下时集电极电源极性为负，弹出时为正。
36
• ④ “电容平衡”与“辅助电容平衡”旋钮。 • 作用：使在高电流灵敏度测量时容性电流最小，
减小测量误差 • ⑤ “功耗限制电阻 ”选择开关。 • 作用：改变串联在被测管集电极回路中的电阻以
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5．使用注意事项 （1）测试前应预设一些关键开关和旋钮的位置。 （2）“峰值电压范围”、“峰值电压%”、阶梯信号 “电压电流/级”及“功耗限制电阻”这几个开关甚 用。 （3）测试大功率器件（因通常测试时不能满足其散 热条件）及测试器件极限参数时，多采用“单簇”阶 梯。
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6．XJ 4810 型半导体管特性图示仪的应用 （1）同时显示二极管的正反向特性曲线 由于其集电 极扫描电压有双向扫描功能，可使二极管的正反向特 性曲线同时显示在荧光屏上。
• ⑤ “极性”开关 选择阶梯信号的极性。
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⑥ “重复-关”开关 开关弹出时，阶梯信号重复出 现，正常测试时多置于该位置；开关按下时，阶梯信 号处于待触发状态。 ⑦ “单簇”按钮 与“重复-关”开关配合使用。当 阶梯信号处于待散发状态时，按下该钮，对应指示灯 亮，阶梯信号出现一次，然后又回到待触发状态。多 用于观察被测管的极限特性，可防止被测管受损。
注意：此时 IB 和 UBE 均为阶梯波，但 IB 每级高度基本相同，而 UBE
由于输入特性的非线性而每级高度不同。集电极扫描电压的变化反映在荧 光屏上为亮点在各级水平方向的往返移动。
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（4）场效晶体管漏极特性曲线 ID = f（UDS）及 测
试原理框图如图所示。
XJ4810半导体管特性图示仪
3.7 XJ4810半导体管特性图示仪概述：XJ4810型半导体管特性图示仪，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。
本仪器主要由下列几个部分组成：Y轴放大器及X轴放大器；阶梯信号发生器；集电极扫描发生器；主电源及高压电源部分。
本仪器是继JT－l型晶体管特性图示仪后的开发产品。
它继承JT－l的优点，并有了较大的改进与提高，与其它半导体管特性图示仪相比，具有以下特点：1．本仪器采用全晶体管化电路、体积小、重量轻、携带方便。
2．增设集电极双向扫描电路及装置，能同时观察二级管的正反向输出特性曲线、简化测试手续。
3．配有双簇曲线显示电路，对于中小功率晶体管各种参数的配对，尤为方便。
4．本仪器专为工作于小电流超β晶体管测试提供测试条件，最小阶梯电流可达0.2μA／级。
5．本仪器还专为测试二级管的反向漏电流采取了适当的措施，使测试的反向电流I R 达20nA／div 。
6．本仪器配上扩展装置—XJ27100“场效应管配对测试台”可对国内外各种场效应对管和单管进行比较测试。
7．本仪器配上扩展装置—XJ27101“数字集成电路电压传输特性测试台”，可测试COMS，TTL数字集成电路的电压传输特性。
XJ4810型半导体管特性图示仪，功能操作方便，它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，是一个必不可少的测试工具。
一、主要技术指标（l）Y轴编转因数：集电极电流范围：10μA∕div～500毫安／div，分15档，误差≤±3％；二极管反向漏电流：0.2μA∕div～5μA∕div分5档2μA∕div～5μA∕div 误差不超过±3%基极电流或基极源电压：0.05V／div，误差≤±3％；外接输入：0.1V／div，误差≤±3％；偏转倍率：×0.1 误差不超过±（10%±10nA）（2）X轴偏转因数：集电极电压范围：0.05～50V∕div，分10档，误差≤±3％；基极电压范围：0.05～1V∕div，分5档，误差≤±3％；基极电流或基极源电压：0.05V∕div，误差≤±3％；外接输入：0.05V∕div，误差≤±3％。
半导体管图示仪操作说明
第 三调:电 压范围 50V
用测 试表笔 C.E(C为 正,E为 负)与极 管C.E脚 相对应, 调节峰值 电压旋纽 至合适曲 线读出电 压.(合适 曲线为发 生击穿现 象时的电 压值)
6.Vbeo(B E结击穿 电压)的 测试.(BE 结的击穿 电压都用 5V测)
第 一 调:IC(Y 轴)电流 20mA
第 二 调:Vce(X 轴)电压 0.2V
第 三 调:IB(阶 梯信号) 20uA
第 四调:电 压范围 (Vc集电 极峰值电 压范围) 10V
将被 测三极管 按相应脚 位插至测 试治具 上,调节 峰值电压 旋纽至合 适曲线读 值.(合适 曲线为放 大倍数的 曲线与X 轴相交 处)
贴片 二极 管的 测试
1.首先查 找规格 书,看极 性
有丝 印部分为 ห้องสมุดไป่ตู้极,面 积较少, 另一边为 正极
2.VF(正 向电压) 的测试 (例 0700174 VF≤1V IF=10mA
第 一 调:IC(Y 轴)电流 2mA
第 二 调:Vce(X 轴)电压 0.2或0.5
第 三调:电 压范围 10V
这样的算 法是在“ 极/簇” 档调到最 大的时候 才可以数 格子.
hfe表示 的是交流 放大倍 数,工程 上常用β 表示。β =△IC/△ Ib，用 -β表示 直流放大 倍数,--β =IC/Ib, 不过工程 上这两者 的误差值 也就10% 完全满足 要求所 信号档位 ”的含义 就是相邻 两条曲线 之间“基 极电流” 的差值。 例如“阶 梯信号档 位”打到 10uA档就 表示一簇 曲线中相 邻两条曲 线之间的 Ib值相差 10uA , 当“极/ 簇”档位 打到最大 (10)时, 一簇输出 曲线有10 条,最上 面一
电子测试技术应用 专项课件 晶体管特性图示仪1(44页)
集电极电源
(1)峰值电压范围。分０～10V∕5Ａ、０～50V∕ 1Ａ、０～100V∕0.5Ａ、０～500V∕0.1Ａ四挡
(2)集电极电源极性按钮，可转换集电极电 压正负极性。
(3)功耗限制电阻，可作为被测半导体管集 电极的负载电阻。
(4)电容平衡。 (5) 辅助电容平衡。
Y轴部分
(1)垂直位移及电流∕度倍率开关。调节扫描线 在垂直方向的位移。旋钮拉出时放大器的增 益扩大10倍，电流∕度各挡的IC标称值×0.1， 同时指示灯亮。
置“簇”时，通过电子开关自动地交替显示左右二簇特性曲线。 使
用时“级∕簇”应置于适当位置，以利于观察。二簇特性曲线比 较
时，请勿误用单簇按键。 零电压、零电流。被测管未测之前，应先调整阶梯信号
的起始级在零电平的位置。
按下“零电流”键时，被测半导体管的基极处于开路状态， 就能 测量ICEO特性。
(2)左右测试插座插孔：插上专用插座，可测试F1、F2型管座 的功率晶体管。
＋
250Ω
1V/度 1mA/度 重复 10µA/级
＋
3DG6二簇特性曲线
二极管的测试（采用2CZ82）
⑴正向特性的测试
（2）反向特性的测试 测试二 极时部件管2CZ82
峰值电压范围 集电极电源极性 功耗限制电阻 Y“电流/度” X“电压/度”
各档级峰值电压与峰值电流：
功耗限止电阻：０～0.5Ｍ 分11档，误差不超过± 10%。
9.3.2 仪器面板结构及各部件 名称和作用
XJ4810型晶体管特性图示仪面板结构
示波管和控制部分
1电源开关及辉度调节。旋钮拉出，接通仪 器电源，旋转旋钮可改变示波管光点亮度 。
2 电源指示灯。接通电源时灯亮。 3 聚焦旋钮。调节该旋钮可使光点清晰。 4辅助聚焦旋钮。与聚焦旋钮配合使用，使光
晶体管特性图示仪
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图7-5 阶梯波放大电路
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把放大器A1当作一理想运算放大器(即A1=∞)，根 据对理想运算放大器的分析，其输出电压为：
R2 R2 U0 U i (1 )U 2 R1 R1
式7-2
' ' ' R1 RL I 0 R1 R1 ' U2 ' U3 ' U0 ' ' ' ' R1 R2 R1 R2 R1 R2
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图7-8输出特性曲线的形成
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（2）测量晶体三极管的输入特性原理
三极管的输入特性体现在发射结电压Ube与电流Ib 之间的关系上。 基极和发射极之间相似于一个正向偏置的二极管， 所以其伏安特性也与二极管相似，当集电极与发射 极之间的电压Uce变化时，曲线的左右位置也不相同。 根据三极管的输入特性的性质，测量时uBE用扫描 电压，uCE用阶梯波电压，示波器的X轴作为uBE轴，Y 轴作为iB轴，此时荧光屏上可显示三极管的两、三根 输入特性曲线。
' ' R2 ( R1 R1 R1 R2 )Ui I0 ' ' ' ' R1 [ RL ( R1 R2 R1 R2 ) R3 ( R1 R1 R1 R2 )]
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XJ4810 型半导体管特性图示仪 说明书
XJ4810型半导体管特性图示仪概述XJ4810型半导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，并可测定其静态参数的测试仪器。
可以测试的器件有：晶体二极管、稳压管、晶体三极管和场效应管的静态特性和反向击穿特性。
可以测试的参数有h fe,g m，Iceo等。
前面板单元划分参见图2.5.1。
图2.5.1 图示仪前面板前面板的主要分区为：示波管控制区、偏转放大区、集电极电源、阶梯信号、测试台。
两簇测试的时候，侧面的二簇移位旋钮可以水平移动第二簇的位置。
1. 阶梯信号区42AJ18极性选用：决定于被测半导体的需要，比如采用基极电流信号的时候，NPN为正，PNP为负。
40W2级/簇：用来调节阶梯信号的级数在0到10的范围，连续可调整。
比如一簇三极管输出特性曲线的分杈数。
40W1调零：将阶梯信号调整到和面板“零电压”键一样的调整电位器。
40K1阶梯信号选择开关：22档，二作用开关。
基极电流0.2uA/级～50mA/级共17档。
基极源电压0.05V/级～1V/级。
42AJ1A开关：重复、关。
重复使阶梯信号重复出现，做正常的测试。
关使阶梯信号处于待触发状态。
40K3单簇按开关：单簇的按动，其作用是出现触发一次信号。
可以用瞬间测量来看器件的一些极限特性。
2. 集电极电源区50AJ1峰值电压范围：可以在4档调。
开始测试应该采用低电压档0～10v,然后渐渐上加。
51AJ1极性：集电极电压极性，一般NPN型为正。
与测试目的和要求有关系。
50B1峰值电压%：连续调整峰值电压，属于50AJ1各个档的细调。
开始应该条到0，慢慢增大。
50K1功耗限制电阻：串联在集电极电路上的电阻值，开始要选大的，保护被测试晶体管。
然后渐渐放小。
50W2电容平衡电阻：平衡容性电流，提高测试质量。
50W1辅助电容平衡：对内部线圈绕组的对地电容的不对称性进行平衡。
3. Y轴、X轴作用选择Y轴20K1电流/度开关：22档，四种作用开关，分别是集电极电流Ic、二极管漏电流IR、基极电流或源电压（面板用台阶表示）、外接信号。
晶体管特性图示仪
➢其波形变换如图7-4所示，利用三个不同周期的方波
T1、T2、T3相加而得。
➢此时Tl :T2:T3=l:2:4，幅度为U1:U2:U3=1 : 2:4。
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图7-4 阶梯波合成波形
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7.1晶体管特性图示仪简介 7.2晶体管特性图示仪的应用
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第7章 晶体管特性图示仪
本章要点 ▪ 晶体管特性图示仪的组成及原理框图 ▪ 晶体管特性曲线的测量方法 ▪ 用晶体管特性图示仪测量二极管、三极管
和场效应管
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位置，S7接测量位置，得到如图7-7所示的等效电 路，也称为动态测量电路。
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图7-7晶体管图示仪的等效电路
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➢阶梯阶电梯流波I电B。压加入到基极回路，通过RB形成基极 ➢最集大电值极，扫然描后电又压降的至零变；化使uCE可以自动从零增至
后，可得到被测晶体管的输出特性曲线，如图7-6 的波形图。
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上面采用的方法是逐点逐点测量的。
➢用晶体管图示仪，如图7-1将S5接通“+”（NPN
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XJ4810型半导体管特性图示仪概述XJ4810型半导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，并可测定其静态参数的测试仪器。
可以测试的器件有：晶体二极管、稳压管、晶体三极管和场效应管的静态特性和反向击穿特性。
可以测试的参数有h fe,g m，Iceo等。
前面板单元划分参见图2.5.1。
图2.5.1 图示仪前面板前面板的主要分区为：示波管控制区、偏转放大区、集电极电源、阶梯信号、测试台。
两簇测试的时候，侧面的二簇移位旋钮可以水平移动第二簇的位置。
1. 阶梯信号区42AJ18极性选用：决定于被测半导体的需要，比如采用基极电流信号的时候，NPN为正，PNP为负。
40W2级/簇：用来调节阶梯信号的级数在0到10的范围，连续可调整。
比如一簇三极管输出特性曲线的分杈数。
40W1调零：将阶梯信号调整到和面板“零电压”键一样的调整电位器。
40K1阶梯信号选择开关：22档，二作用开关。
基极电流0.2uA/级～50mA/级共17档。
基极源电压0.05V/级～1V/级。
42AJ1A开关：重复、关。
重复使阶梯信号重复出现，做正常的测试。
关使阶梯信号处于待触发状态。
40K3单簇按开关：单簇的按动，其作用是出现触发一次信号。
可以用瞬间测量来看器件的一些极限特性。
2. 集电极电源区50AJ1峰值电压范围：可以在4档调。
开始测试应该采用低电压档0～10v,然后渐渐上加。
51AJ1极性：集电极电压极性，一般NPN型为正。
与测试目的和要求有关系。
50B1峰值电压%：连续调整峰值电压，属于50AJ1各个档的细调。
开始应该条到0，慢慢增大。
50K1功耗限制电阻：串联在集电极电路上的电阻值，开始要选大的，保护被测试晶体管。
然后渐渐放小。
50W2电容平衡电阻：平衡容性电流，提高测试质量。
50W1辅助电容平衡：对内部线圈绕组的对地电容的不对称性进行平衡。
3. Y轴、X轴作用选择Y轴20K1电流/度开关：22档，四种作用开关，分别是集电极电流Ic、二极管漏电流IR、基极电流或源电压（面板用台阶表示）、外接信号。
Y轴20Ks电流/度*0.1倍率开关：纵向图形扩展10倍。
Y轴20W1移位：波形的纵向平移。
X轴20K2电压/度开关：17档，四种作用开关，分别是集电极电压Vce、基极电压VBE、基极电流或基极源电压（面板用台阶表示）、外接信号。
X轴20W1移位：波形的横向平移。
4. 测试台70AJ1测试选择开关：“零电流”：是将半导体基极的空接。
比如测试Iceo的时候这样做。
“零电压”：是将半导体基极的接地。
“左”、“右”：是测试左还是右的选择。
“二簇”：是两左右个晶体管同时得到测量。
面板上的左面标E、B、C的符号的都电气上短接，左边也如此。
标I R线的接头可以测试二极管反向漏电流。
技术指标1.Y轴偏转因数集电极电流范围（Ic）：10μA/div～0.5A/div分15档，误差不超过±3%二极管反向漏电流（Ir）：0.2μA/div～5μA/div分5档0.2μA/div～5μA/div，误差不超过±3%0.2μA/div，0.5μA/div，1μA/div,误差分别不超过±20%、±10%、±5%基极电流和基极源电压：0.05V/div,误差不超过±3%外接输入：0.05V/div,误差不超过±3%偏转倍率：×0.1,误差不超过±(10%±10nA)2.X轴偏转因数集电极电压范围：0.05V/div～50V/div 分10档，误差不超过±3%基极电压范围：0.05V/div～1V/div 分5档，误差不超过±3%基极电流或基极源电压：0.05V/div，误差不超过±3%外接输入：0.05V/div,误差不超过±3%3.阶梯信号阶梯电流范围：0.2μA/级～50mA/级，分17档1μA/级～50mA/级,误差不超过±5%0.2μA/级～0.5μA/级,误差不超过±7%阶梯电压范围：0.05V/级～1V/级 分5档，误差不超过±5%串联电阻：0.10kΩ、1MΩ 分3档，误差不超过±10%每簇级数：1到10连续可调每秒级数：200（若市电频率为50Hz）极性：正、负两档4.集电极扫描信号峰值电压和峰值电流容量：各档级电压连续可调，其最大输出不低于下表要求（AC例外）,参见表2.6.1。
功耗限制电阻：0～0.5MΩ分11档，误差不超过±10%5.其他电源电压需求：220V±10%电源频率需求：50Hz±5%视在功率：非测试状态时 约50VA最大功率 约80VA工作原理图2.5.2 测试晶体管输出特性曲线的示意图可以通过测试三极管的输入输出电压、电流来测试其输出特性曲线。
如图2.5.2所显示。
这种方法采用仪器来做，用如图2.5.3的方式来测量，测试Ic-Uce曲线示意图。
图2.5.3 测试Ic-Uce曲线示意图在图2.5.3中，可以调节Rib来调整基极台阶电Array流发生器源的台阶。
Rc做为集电极功耗限制电阻。
通过集电极扫描电压发生器提供到集电极的电压。
iC和uCE和参见图2.5.4。
图2.5.3中两个激励源的作用下可以测试三极管输出特性曲线。
显然示波管X方向由uCE来控制。
Rics 小取样电阻将iC转换成电压值，所以Y方向实际由iC 控制，所以就可以在屏幕上绘制iC-uCE 曲线，参考图2.5.13。
图示仪能测试三极管的多种曲线，原理框图参见图2.5.5。
图2.5.4基极电流和集电极电压图2.5.5图示仪器原理框图外接下面对图示仪各主要组成部分做简要介绍。
这个电路比较典型，值得分析。
更详尽的了解应参见技术说明书和其详细电路图。
a) 阶梯信号发生器50Hz 的市电通过整流、调整相位、组合得到200Hz 的脉冲流，然后驱动计数器，再驱动D/A 电阻转换网络产生一个受控台阶电压波形。
台阶的个数最多16级，但采用电平比较和反馈控制机制，通过调整电位器实现“级/簇”的调整即决定了一簇特性曲线的分杈数。
另外还有按键开关可以触发产生一次类似图2.5.4的阶梯电压或电流信号，然后能恢复到等待触发的状态，这样就可以做一些极限特性测试，不会损坏管子。
后面的阶梯波放大器电路具有阶梯调零电阻，可以将图2.5.5中的三极管的B 极和零电压相接，显示器的Y 方向设为基极电压曲线，得到基极电压为0所对应的屏幕位置，记为P1，接着将图2.5.5中的三极管的B 极和阶梯发生器的任一端相接，调整阶梯调0，使基极电压曲线到P1，就可以完成对阶梯的调零。
阶梯电压放大电路中有极性转换电路，可以产生所需要的各种正负阶梯信号，然后用一个如图2.5.6的原理的电路产生电流源信号，可以推导得，Irs=Irl=Il=Ui/Rs 。
也就是Irs 输出是一个电压控制的电流源。
这个控制电压Ui 就可以送到显示器去控制显示波形，在K2接到电流位置的时候，Ui 解释为基极电流，在K2接到电压位置的时候，Ui 解释为基极电压，这样就实现了X 、Y 放大器对基极电流和基极源电压的显示。
如果要得到基极电流源，那么直接将K2接到基极电流档。
如果要得到电压，那么将K2接到基极电压挡。
在图2.5.5中，K3开关也提供0电压和0电流选择，可以用于一些测试项目。
实际电路中基本原理上和框图所示相同，但是联动开关和可变电阻等都有各自具体的形式。
并且图2.5.6电流源的电流驱动能力比较小，后面用多个晶体配合的扩展电路可以增大其电流的输出能力，也用保护电路抗基极损坏性输入。
b)集电极扫描发生器在图2.5.5中，电压扫描发生器可以通过全波整流产生图2.5.4的下边的的电压波形。
并且可以应不同的管形通过K4改变极性。
功耗限制电阻Rc 可以限制Ic 的大小，保证器件的安全，并可以保证测到完整的曲线波形。
Ic 通过一个小取样电阻变换成电压信号，可用于控制示波管。
在图2.5.5中，有容性平衡。
主要有两种。
一种是对应面板的电容平衡。
由于电路中集电极输出端对地的各种杂散电容（各种开关、功耗电阻、被测试管的输出电容）的存在，这些容性阻抗在电压作用下，总体上会使Ic 产生本来所不具有的寄生容性电流，寄生容性电流会被取样电阻取样。
而图示仪虽然是扫描测试，但测试的还是近似的静态特性曲线，所以部分电流并不是所要的电流，要采用平衡电路将其从取样电阻支路中削减掉，调整有关可变电阻最大限度的削减该电流，使得所测静态特性曲线最理想。
好的设计者常能在实践中发现问题、分析情况、提出了可行的改进措施。
另一种是对应面板的辅助电容平衡。
50Hz 变压器上有两个用于全波整流的次级绕组，各负责半周。
二者对地的电容不对称，这样会导致相临半周内的电压波形不对称或者波形形变等问题。
所以用RC 性网络做电容平衡。
这部分在面板上有两个电容平衡的电位器旋钮，和框图中不一样。
这部分实际上和阶梯波发生部分是联动的，二者都有50Hz 的同源交流电驱动。
图2.5.6 电流源原理图c)Y 轴放大器和X 轴放大器X 、Y 轴放大器的结构基本相同，两者都是有二组差分输入和一组差分输出的负反馈放大器。
由于采用的电压和控制要求比较多，所以采用还是要采用分立器件做成。
输入信号的大小通过X 、Y 轴的选择开关来完成的。
Y 增益校正分为总增益校正和×0.1扩展校正。
X 增益校正也通过一个电位器完成。
X 、Y 两方向的平移电路也在此实现。
该仪器还可以实现两个晶体管同时测量，右边一簇的水平位移也在此完成。
相关的电位器在仪器侧面。
另外Y 轴选择开关置I R 的时候，电路电路连接的示意图参见图2.5.7。
扫描电压加在二极管上二极管的P 极近似地，I R 取样电阻上会有一定的电压降低，应该结合手册对测得曲线进行校准。
当然由于是测量仪器，参数值定都合乎测量定标。
为了能校准和允许固定标称值器件的不准确性，都留了一些可调电阻。
为了能够使使用者比较简单方便的调整面板设置，电路中用了多个连线复杂的联动开关和按键。
d)其他部分低压电源，提供各个部分电路工作。
有+/-15V ，+200V ，+100V ，-100V 。
这些电压可以满足普通三极管的测量要求。
采用调整管也采用集成温压芯片。
对于有瞬间短路可能的电源端加有保护管。
高频高压部分：通过振荡变压器提升高压、整流得到+/-1500V 的电压，还通过对输出的-1500取样，和标准电压比较，反馈控制使得电压稳定在+/-1500V 。
使用方法（一）测试过程1. 开机，如有必要，比照“零电压”做“阶梯调零”， 二种情况下基极阶梯电压线应该相等。
2. 根据被测试管的型号和测试项目，调整面板上的旋钮到合适位置。