晶体管特性图示仪

式3-4
➢ 设运算放大器的输入阻抗为无穷大，由输出电路得
U0 = （R3+RL）I0
➢ 根据上面的公式我们可以得到：
式3-5
I0R 1[R L (R 1 'R R 22 (R R 1 1 R R 1 '2 ' ) R 1 R R 32 '()R U 1R i1 ' R 1R 2 ')]
为使输出电流I0与RL无关，应使 I0应为：
U0 R R12Ui (1R R12)U2
式3-2
U 2R 1 'R 1 'R 2 ' U 3R 1 'R 1 'R 2 ' U 0 ' R R 1 1 ''R L R I0 2 ' 式3-3
➢ 将U2代入3-2式得：
U0R R1 2Ui (1R R1 2)(R R1 1 ''R LR I0 2 ' )
➢经脉冲形成电路得到100Hz的脉冲电压，将此脉冲电 压加到三个触发器组成的分频器(即为二进制计数器)，
则其输出即是T1:T2:T3＝1:2:4的三个方波电压。 ➢再将三个方波电压分别加到开关管VT1、VT2、VT3的
基极。
➢当方波电压为0V时，开关管截止；当方波电压为负半 周时，开关管导通。
➢则三个开关管中的电流波形与加到三个开关管基极的 方波电压波形类似。
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下面分析基极阶梯信号源、集电极电压发生器各 部分电路的工作原理。
（1）阶梯波发生器 阶梯波电压产生的基本方法
➢梯波如电图压7-U21a；负脉冲出现时开关管VT1截止，VT1输出阶 ➢以当形负成脉脉冲冲过阶去梯，波V电T1压导U通0，，如输图出7电-2压b所U0示=。0，结果就可 ➢等于UT一1是级形阶成梯阶的梯持波续时电间压τ的。同步信号，Up的重复周期 ➢用利占用空V比T来1的定开量关脉作冲用的，宽使度U：P脉冲的宽度tD可调。通常
➢测试时阶梯信号源为被测晶体管提供偏置电压；
➢集电极扫描电压发生器用于供给所需的集电极扫描 电压；
➢示波器用于显示晶体管特性曲线；
➢开关及附属电路的作用是为了测试晶体管与参数， 实现电路的转换。
2.晶体管特性图示仪的原理框图如图7-1所示。 2．晶体管特性图示仪的框图
图7-1 晶体管特性图示仪结构框图
➢图7-5是一种电压一电流变换电路，A1为对称输入、 单端输出的主放大器电路。接在反馈电路中的放大
器A2，实际接成电压跟随器形式，即U3=U ’。
➢电压跟随器A2的输入阻抗很高，能减少反馈电阻 对输出阶梯电流的影响，起着缓冲或隔离级的作用。
图7-5 阶梯波放大电路
➢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：
Байду номын сангаас
(a)
(b)
图7-2阶梯波电压形成方法
占空比= 脉冲宽度tD ×100％ 重复周期
式 (3-1)
占空比在(10～40％)连续可调。很显然，当占空比 为100％时，脉冲阶梯波就变成了一般阶梯波。
阶梯波产生电路 图7-3 阶梯波产生电路
➢如图7-3所示波形合成法阶梯波产生电路
➢电路中，100Hz的正弦．全波整流电压与集电极扫描 电压同步。
(R1'R2R1R2' )0， R1R1',R2R2 ' 选择
I0
R2U i R1 R3
从上式可知，I0与负载RL无关，式中负号表示输 入电压Ui为正阶梯波时，输出电流为负阶梯波。R 1、 R2取为固定值的电阻，可改变R3来调节电流幅值/级。 因此R3是步进可变的mA/级选择开关。
从上式可知，I0与负载RL无关，式中负号表示 输入电压Ui为正阶梯波时，输出电流为负阶梯波。 R 1、R2取为固定值的电阻，可改变R3来调节电流 幅值/级。因此R3是步进可变的mA/级选择开关。
成阶梯波电压的形式输出。
➢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。
图7-4 阶梯波合成波形
阶梯波放大电路
➢阶梯波放大器实际上是一个电压——电流转换电 路；
➢它的作用是将阶梯波电压转换成为不受负载变化 影响的恒定阶梯波电流。
➢ 集电极扫描电压大小的调整是通过改变电源变压器次 级绕组的抽头来实现的，可以适应晶体管对集电极电压 不同大小的要求。
3．晶体管特性图示仪的原理 （1）测量晶体三极管的输出特性原理
图7-6 晶体三极管输出特性测量及波形
➢用图7-6的电路进行测绘。
➢调整EB，确定一个iB值为IB0，这样每固定一个iB值， 然后每改变Ec测量u CE，测量i c，让u CE从零逐步变 到某固定值，测出一组u CE—i c的值，描绘出一条i B为IB0固定值的i CE＝f (uCE)的曲线； ➢然后逐个改变iB值为IB1、IB2、IB3、IB4……，每固 定一个iB，再改变EC就可以得另一条曲线；……最
（2）集电极扫描电压发生器
➢作用是供给测试电路所需的集电极扫描电压。
➢ 由电源变压器、全波整流电路和极性转换开关所组成 的。
➢ 市电交流220V电压经电源变压器降压后全波整流而得 到的100Hz单向脉动电压。
➢ 它与基极阶梯信号同时由50Hz电源而得到，能够保证 两者之间同步工作。
➢ 利用开关改变扫描电压的正负极性，用来以满足对集 电极不同电压极性的要求，如PNP型或NPN型晶体管；
➢它可以直接观测器件的静态特性曲线和参数； ➢它还可以迅速比较2个同类晶体管的特性，以便 于挑选配对。
➢它还可以用它来测试场效应晶体管及光电耦合 器件的特性与参数。
7.1.1 晶体管特性图示仪的组成及框图原理
1．晶体管特性图示仪的组成
➢晶体管特性图示仪主要是由阶梯波信号源、集电极 扫描电压发生器、工作于X—Y方式的示波器、测试转 换开关以及附属电路等组成的仪器。
章节目录
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
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
7.1 晶体管特性图示仪简介
➢晶体管特性图示仪是利用电子扫描的原理，在 示波管的荧光屏上直接显示半导体器件特性的仪 器。
➢IC1、IC2、IC3方波波形的周期比为1:2:4。 ➢接在三个开关管集电极的电阻为RCl:RC2:RC3=4:2:1 ➢三个方波电流的振幅比为IC1:IC2:IC3=1:2:4。 ➢电流合成管VT4的集电极电流IC4=IC1+IC2+IC3。 ➢由串联在VT4管集电极的电阻RC4，将阶梯电流转变