255393annizj电子测量仪器教案-第7章

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量仪器教案-第7章 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

课题第7章电子元器件参数测量仪器

§7.1电子器件特性及参数测量仪（一）

教学目标

知识与能力：

掌握电子器件参数测量仪器的分类

过程与方法：

通过观察和讲解，

情感、态度与价值观：

培养学生的严谨的科学态度

教学重点

掌握电子器件参数测量仪器的分类

教学难点

掌握电子器件参数测量仪器的分类

新授课

7.1.1电子器件参数测量仪器的分类

1．半导体分立器件测量仪器

半导体分立器件：二极管、双极型晶体管、场效晶体管、闸流晶体管（简称晶闸管）及光电子器件等种类。

半导体分立器件测量仪器分类（根据所测参数的类型）

（1）直流参数测量仪器

主要测试半导体分立器件的反向截止电流、反向击穿电压、正向电压、饱和电压和直流放大倍数等直流参数。

（2）交流参数测量仪器

主要测试半导体分立器件的频率参数、开关参数、极间电容、噪声系数及交流网络参数等交流参数。

（3）极限参数测量仪器

主要测试半导体分立器件能安全使用的最大范围，如大功率晶体管在直流和脉冲状态下的安全工作区。

（4）晶体管特性图示仪（应用最广泛）

可显示器件的特性曲线，还可以测量不少主要直流参数和部分交流参数。2．数字集成电路测试仪器

（1）数字集成电路：有TTL和CMOS集成电路等。

（2）测试的内容：有直流测试、交流测试和功能测试。

直流测试：输出高电平、输出低电平、输出高电平电流、输出低电平电流、电源功耗电流等。

交流测试：延迟时间、最高时钟频率等。

功能测试：检查数字集成电路各项逻辑功能是否正常。

（3）测量方法

通用仪器：适于中、小规模集成电路的某些基本参数和功能。

图形功能测试法：适于对大规模、超大规模集成电路的测试，检查其功能。它利用图形发生器生成各种测试图形和期望响应的图形在图形比较器中进行比较，最终判定被测集成电路的功能是否正常而给出结果。

3．模拟集成电路测试仪

组成：运算放大器、稳压器、比较器及专用模拟集成电路等。

模拟集成电路的测试：直流测试和交流测试。

直流测试的项目：输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、输入阻抗、共模信号抑制比、输出短路电流、开环电压增益、最大输出电压及电源功耗电流等；

交流测试项目：开环带宽和转换速率等。

练习

习题

小结

电子器件参数测量仪器的分类：半导体分立器件测量仪器、数字集成电路测试仪器（直流参数、交流参数、极限参数、晶体管特性图示仪）模拟集成电路测试仪

布置作业

习题

课题§7.1电子器件特性及参数测量仪（二）

教学目标

知识与能力：

晶体管特性图示仪定义、特点、曲线的测绘（点测法和图示法）

过程与方法：

通过观察和讲解，

情感、态度与价值观：

培养学生的严谨的科学态度

教学重点

晶体管特性图示仪定义、特点、曲线的测绘（点测法和图示法）

教学难点

晶体管特性图示仪定义、特点、曲线的测绘（点测法和图示法）

新授课

7.1.2晶体管特性图示仪

定义：它是一种专用示波器，在示波管屏幕上可直接观察半导体分立器件的特性曲线，借助屏幕上的标尺刻度，还能直接或间接地测定其相应的参数。

特点：使用面宽、直观性强、用途广泛、读测方便等。

1．晶体管特性曲线的测绘

定义：有关电极的电压-电流之间的关系曲线。

例如：晶体管的共发射极输出特性曲线如图所示。

测绘晶体管特性曲线方法：点测法（静态法）和图示法（动态法）。（1）点测法

仍以晶体管输出特性曲线为例，测试电路如图所示。

①调节U BB，固定一I B值。

②调节U CC使U CE从零变到某一固定值，测出一组U CE与I C的数据，描绘出一条I B为某一固定值的I C=f（U CE）的曲线。

③再调节U BB改变一个I B值。

④重复上述过程，可得另一条曲线；……。

⑤最终完成被测晶体管的输出特性曲线。

特点：操作繁琐，不能反映晶体管动态工作时的输出特性，特别是在测量晶体管极限参数（例如I CM和BU CEO等）时，容易损坏晶体管。

（2）图示法

①用50 Hz交流电的全波整流电压作为集电极扫描电压代替Vcc。

②阶梯波电压每上升一级，相当于改变一次参数I B。只要集电极扫描电压U CE 和阶梯基极电流的变化的时间关系如图（a）所示，就获得了U CE与I B的同步变化。

③全波整流电压和阶梯波电压同步，每一级阶梯波对应一条曲线。

特点：这种方法直观，操作简便，实现了动态测量。由于集电极扫描电压是随时间连续变化的脉动电压，其最大值仅是瞬间作用于被测晶体管，被测晶体管不易受损坏，因而较为安全可靠

练习

习题

小结

晶体管特性图示仪：它是一种专用示波器，在示波管屏幕上可直接观察半导体分立器件的特性曲线，借助屏幕上的标尺刻度，还能直接或间接地测定其相应的参数。

布置作业

习题

课题§7.1电子器件特性及参数测量仪（三）

教学目标

知识与能力：

晶体管特性图示仪的基本组成

过程与方法：

通过观察和讲解，

情感、态度与价值观：

培养学生的严谨的科学态度

教学重点

晶体管特性图示仪的基本组成

教学难点

晶体管特性图示仪的基本组成

新授课

2. 晶体管特性图示仪的基本组成

晶体管特性图示仪的基本组成如图所示。

组成：基极阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路。

（1）基极阶梯信号源

作用：用以产生阶梯电流或阶梯电压。测试时，阶梯信号源为被测晶体管提供偏置。内设有调零电位器，可提供不同极性、不同大小的阶梯信号，级数可调。

（2）集电极扫描电压发生器