器件原理-双极型晶体管特性的测量与分析
用图示仪测量双极性晶体管的直流参数
用图示仪测量双极性晶体管的直流参数晶体管在电子技术方面具有广泛的应用。
在制造晶体管和集成电路以及使用晶体管的过程中，都要检测其性能。
晶体管输入、输出及传输特性普遍采用直接显示的方法来获得特性曲线，进而可测量各种直流参数。
晶体管直流参数测试仪很多，JT-1型晶体管特性图示仪是最常用的一种。
本实验的目的是了解JT-1型特性图示仪原理，掌握其使用方法，并用这种仪器进行晶体管直流参数测试及芯片检测，分析晶体管质量，分析晶体管质量，找出失效原因，作为进一步改进器件性能的依据。
一、实验原理利用图示仪测试晶体管输出特性曲线的原理如图1所示。
图中BG代表被测的晶体管，R B、E B构成基极偏流电路。
取E B>>V BE,可使I B=(E B- V BE)/ R B基本保持恒定。
在晶体管C-E之间加入一锯齿波扫描电压，并引入一个小的取样电阻R C，这样加到示波器上X轴和Y轴的电压分别为V x =V ce =V ca +V ac=V ca-I c R c ≈V caV y=-I c.R cα∝-I c图1测试输出特性曲线的原理电路当I B恒定时，在示波器的屏幕上可以看到一根I c—V ce的特性曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。
为了显示一组在不同I B的特性曲线簇Ici=Φ(Ici, V ce)应该在X轴的锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化，所以应将图1中的E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。
每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同的阶梯电压V B1、V B2 、V B3 …就可对应地提供不同的恒定基极注入电流I B1 I B2 I B3…。
只要能使每一阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期，如图2所示，就可以在T0时刻扫描出Ic0=Φ(Ib0, V ce)曲线，在T1时刻扫描出Ic1=Φ(Ib1, V ce)曲线…。
通常阶梯电压有多少级，就可以相应地扫描出有多少根Ic=Φ(Ib, V ce)输出曲线。
双极型晶体管的导通电阻的测量方法
测量两极交汇晶体管的国家间抵抗力
导言
双极交叉晶体管（BJT）的状态阻力是影响电子电路性能的重要参数。
关键是准确测量在状态上的阻力，以确保BJT在电路中的正常运行。
在本篇文章中，我们将讨论衡量BJT在状态上的抗药性的方法以及可
能影响测量结果的因素。
计量方法
测量BJT的状态抗药性有几种方法，包括电压分解法，双探针法，三
探针法。
在电压分流器方法中，BJT在电压分流器电路中连接，在状
态上的电阻从横跨BJT的电压滴和流经它的电流中计算出来。
双探针方法涉及用一个电压计测量BJT的电压下降，用一个测距计测量电流。
三试法利用三个探测器测量电压的下降穿过基—emitter交叉口，基—收集器交叉口，以及BJT的集热器—emitter交叉口，然后计算在
状态上的电阻。
影响衡量的因素
若干因素可能影响BJT的状态抗性测量的准确性。
这些因素包括BJT
对温度的依赖，BJT参数的可变性，以及测量设备的影响。
必须考虑
到这些因素，并采取适当措施，尽量减少它们对衡量结果的影响。
个案研究
在高温环境下测量BJT的状态抗性时，BJT的温度依赖性会显著影响测量结果。
BJT的状态抗力随温度变化而改变，如果测量没有在规定的温度下进行，结果可能不准确。
在这种情况下，必须使用温度补偿技术或在规定的温度下进行测量，以确保结果的准确性。
结论
衡量BJT的状态耐受性对于评价其在电子线路中的性能至关重要。
通过采用适当的测量方法和考虑可能影响测量结果的因素，工程师可以准确地确定BJT的状态抗性，并确保电子电路的正常运行。
双极型晶体管直流参数测量
双极型晶体管直流参数测量发布时间：2021-09-16T06:47:58.597Z 来源：《教育学》2021年7月总第254期作者：李英棣逄珂邓海峰吴一傅伟[导读] 在电子产业中，晶体管的应用十分广泛。
集成电路和晶体管的制造过程当中需要检测晶体管的性能。
91206部队山东青岛266100摘要：在当今的电子技术领域中，晶体管被广泛地使用。
当处于晶体管或者集成电路的制作，并使用晶体管的过程中，需要进行测试的晶体管的性能。
一般直接显示晶体管的输入、输出和传输特性，得到特性曲线，然后测量各种直流参数。
该晶体管的直流参数，诸如DC电流增益，饱和电压降，晶体管的PN结存在的反向饱和漏电流和PN结的开路电压和击穿电压，通过施加DC偏压条件至晶体管测量。
这些直流参数是测量双极晶体管质量的重要基本参数。
关键词：晶体管双极型晶体管直流参数一、实验概述在电子产业中，晶体管的应用十分广泛。
集成电路和晶体管的制造过程当中需要检测晶体管的性能。
一般采用直接显示的方法来获得晶体管输入，输出和传输特性曲线，进一步可以测量各种直流参数。
本实验通过给晶体管加直流偏置条件，测其饱和压降，直流电流增益，晶体管中的PN 结反向饱和漏电流、PN 结开启电压和击穿电压等直流参数。
这些直流参数是衡量双极型晶体管品质优劣的重要基本参数。
实验仪器BJ48151.BJ4815概述。
BJ4815 型半导体管特性图示仪通过示波管屏幕及标尺刻度，准确地反映器件的特性曲线，信息量相比其它类型直流测试设备要大，在此基础上图示仪更能展现出其极为显著的闪光点。
因为这些优势的存在，图示仪成为了半导体生产与研制行业中的宠儿，是进行半导体一系列研究(设计，研发，改良，测试)中不可或缺的重要角色。
BJ4815功能齐全，测试范围宽，绝大部分电路实现了集成化，其中集电极扫描电路实现了电子扫描，大电流测试状态进行了占空比压缩，减小了发热，减小了重量阶梯部分的大电流，测试状态采用了脉冲阶梯输出。
实验一双极型晶体管特性参数测量
实验一双极型晶体管特性参数测量实验目的：1.掌握双极型晶体管的基本特性参数的测量方法；2.了解双极型晶体管的放大特性。
实验仪器和材料：1.双踪示波器2.双极型晶体管3.功率电源4.电阻器5.电容器6.变阻器7.万用表实验原理：双极型晶体管是一种常用的电子元器件，通常用于放大电信号。
为了评估双极型晶体管的性能，需要测量其一些重要的特性参数，包括静态特性参数和动态特性参数。
常用的双极型晶体管特性参数有：1.静态参数a.静态输入特性：基极电流-基极电压（IB-VBE）特性曲线，用于描述基极电流与基极电压之间的关系；b.静态输出特性：集电极电流-集电极电压（IC-VCE）特性曲线，用于描述集电极电流与集电极电压之间的关系；c.静态放大系数：集电极电流与基极电流之间的比值，常用符号（β或hFE）表示；2.动态参数a.数字电压放大倍数：用于评估双极型晶体管的放大能力；b.动态输入电阻：输入信号变化引起的基极电流变化与基极电压变化之比，用于衡量信号源和输入电路之间的匹配程度；c.动态输出电阻：输出信号变化引起的集电极电流变化与集电极电压变化之比，用于评估输出电路和负载电阻之间的匹配程度。
实验步骤：1.连接电路。
按照实验电路图连接电路，确保电源的接线正确。
2.静态特性参数的测量。
b.测量不同电阻值时的IC1，记录数据c.改变基极电流IB，测量IC2的值，记录数据d.根据数据计算静态放大系数β3.动态特性参数的测量。
b.改变输入信号频率，测量输出信号幅度和相位，记录数据。
c.根据数据计算动态输入、输出电阻的值。
实验结果分析：根据实验测量到的数据，可以得到双极型晶体管的静态和动态特性参数，通过比较这些参数与标称值的差异，可以评估器件工作是否稳定。
同时，根据实验结果也可以评估双极型晶体管的放大能力和输入输出电阻的匹配情况。
注意事项：1.连接电路时，注意电源极性及电路连接的正确性，避免短路或错误连接的风险。
2.测量过程中要及时记录数据，保证准确性和可靠性。
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。
第2章双极型晶体管及其特性
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(3)当uCE在0~1V之间时，随着uCE的增加，曲线右 移。特别在0< uCE ≤UCE(sat)的范围内，即工作在饱和区 时，移动量会更大些。
确定了 值之后，由式(2–1)、(2–2)可得
ICIB(1)ICBO IBICEO
(2–3a)
IE(1)IB(1)ICBO (1)IBICEO(2–3b)
IBIEIC
(2–3c)
式中：
ICEO(1)ICBO
(2–4)
称为穿透电流。因ICBO很小，在忽略其影响时，则有
IC IB IE (1 )IB 式(2–5)是今后电路分析中常用的关系式。
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2–1–2 由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部
载流子传输形成的电流之间有如下关系：
IE IEN IBN ICN IB ICN ICBO IC ICN ICBO
(2–1a) (2–1b)
(2–1c)
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IC
IE
uB常数
(2–11)
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由于ICBO、ICEO都很小，在数值上β≈ ,α≈
应当指出，β值与测量条件有关。一般来说，在iC 很大或很小时，β值较小。只有在iC不大、不小的中间 值范围内，β值才比较大，且基本不随iC而变化。因此， 在查手册时应ห้องสมุดไป่ตู้意β值的测试条件。尤其是大功率管更
。
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双极型晶体管————工作原理
三. 晶体管的放大作用
c
IC + △IC
I CN
△ ICN
△ IBN
RC
△Ｕ＝ＲＣ△IC
_
ui
b +
IB+ △ IB
I
BN
15V
RB IE
△IEN
U CC
I
UBB
e
IE + △IE
4.4.2
晶体管伏安特性曲线及参数
晶体管有三个电极，通常用其中两个分别作输入、 输出端，第三个作公共端，这样可以构成输入和输出两
E
Wb
C
基 区
C结
Wb
2. 饱和区
条件： e结正偏，c结正偏（uCE<uBE即临界饱和线的左侧）。 特点： iC不受iB控制，表现为不同iB 的曲线在饱和区汇集。 由于c结正偏，不利于集电 区收集电子，同时造成基区复合 电流增大。因此：
4 3 2 1 0
iC/ m A u CE＝u BE
临界饱和线
U BB
e
IE
由于 和 都是反映晶体管基区扩散与复合的比 例关系，只是选取的参考量不同，所以两者之间必有 内在联系。由 、 的定义可得
ICN ICN I EN I BN I EN ICN I EN I EN 1
ICN ICN I BN I EN I BN I CN I BN I BN 1
UCE ≥1
90
60 30 0 0.5 0.7 0.9 UCE > 0
止，iB为反向电流。若反向电 压超过某一值时，e结也会发 生反向击穿。
u BE/V
综上所述，晶体管是一种非线性导电器件，有三个工 作区，对应三种不同的工作状态：
(器件原理)双极型晶体管寄生电容的测量
《微电子器件原理》双极型晶体管寄生电容的测量实验指导书通信工程学院微电子实验室二00 八年九月双极型晶体管寄生电容的测量一、实验目的。
1、学会c-v测试仪的测量方法。
2、通过实验了解双极型晶体管寄生电容的变化。
二、仪器说明（1）概述：该仪器采用电流电压测量方法，它用微处理器通过8次电压测量来计算每次测量后要求的参数值。
用一个相敏检波器和模数转换器顺序快速完成电压测量。
正交测量通过交换测量信号的相位来进行，而不是参考相位检测。
因而不需要精密的模拟相位转换成电压矩形波电路。
通过从同一个高频信号源形成测试信号和参考信号，来保证正确的相位关系。
由微处理器根据已知的频率和测试信号相位，用ROM存储器内的程序来控制测量，以及存储在RAM中的校准数据来计算被测元件电容值。
（详细资料参看仪器使用说明手册）（2）测试器件NPN晶体管3DK4C0三、测量1、开机仪器安装连接好后，把电源开关按到ON位置，电源接通，仪器执行自检程序。
如果没有故障，测量指示灯亮。
偏置电压指示状态为(电压去)，虽然偏置电压有显示，但该电压尚未加到夹具上去。
2、连接被测件被测件引线应相当清洁且笔直，将它插入CV-2000测试座具即可。
若被测件引线脏，必须先擦干净，以保证接触良好。
3 、零校准由于温度变化或改变夹具，都会引起寄生电感变化，因此，在每天开机30分钟后，改变夹具或温度变化大于3℃时，都要完成零校准。
分两步完成；开路零校准：1．开机2.在测量功能检查之后，应按[开路校准]按钮。
在电容显示屏内出现一个零，并且通过灯亮，让人体远离仪器。
按[校准触发]键并等一会，直到通过灯重新亮，开路校准完成。
短路零校准：把随机附带的短路铜片插入测试槽按[短路校准]按钮，电容显示屏内出现一个5，并且通过灯亮，按[校准触发]键等一会直到通过灯重新亮，短路零校准完成。
完成后请将短路铜片拿开。
4、测量在零校准后按测量健，当测量指示灯亮即进入测量状态。
测量之前先晶体管判断管脚，NPN晶体管3DK4C0管脚是中间为B极，金黄色得为E极。
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管工作原理双极型晶体管是一种广泛应用于电子电路中的半导体器件，它具有放大、开关和稳压等功能，是现代电子技术中不可或缺的元器件之一。
那么，双极型晶体管是如何工作的呢？本文将从双极型晶体管的结构、工作原理和特性等方面进行详细介绍。
首先，我们来看一下双极型晶体管的结构。
双极型晶体管由两个PN结组成，其中一个是P型半导体，另一个是N型半导体。
P型半导体中的载流子主要是空穴，而N型半导体中的载流子主要是电子。
当P型半导体和N型半导体通过扩散结合在一起时，形成PN结。
在PN结的两侧分别连接上金属电极，就形成了双极型晶体管的结构。
接下来，我们来介绍双极型晶体管的工作原理。
在正常工作状态下，双极型晶体管可以分为放大区和截止区两种状态。
当双极型晶体管处于放大状态时，通过向基极施加一个正向偏压，使得PN结处于正向偏置状态，此时电流可以从发射极流向集电极，从而实现对信号的放大。
而当双极型晶体管处于截止状态时，基极施加的电压小于开启电压，PN结处于反向偏置状态，此时电流无法从发射极流向集电极，双极型晶体管处于截止状态，不对信号进行放大。
双极型晶体管的工作原理可以用以下几个关键参数来描述，放大倍数、输入电阻、输出电阻和最大耗散功率等。
其中，放大倍数是指双极型晶体管对输入信号进行放大的能力，输入电阻是指双极型晶体管对输入信号的阻抗，输出电阻是指双极型晶体管对输出信号的阻抗，最大耗散功率是指双极型晶体管能够承受的最大功率。
双极型晶体管具有许多优点，如体积小、重量轻、功耗低、寿命长等，因此在电子电路中得到了广泛的应用。
它可以用于放大电路、振荡电路、开关电路、稳压电路等各种电路中，为电子设备的正常工作提供了重要支持。
总的来说，双极型晶体管是一种重要的半导体器件，它通过合理的结构和工作原理，实现了对信号的放大、开关和稳压等功能。
在现代电子技术中，双极型晶体管发挥着重要的作用，为各种电子设备的正常工作提供了有力支持。
希望本文对大家对双极型晶体管的工作原理有所了解，谢谢阅读！。
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管工作原理双极型晶体管（BJT）是一种常见的电子器件，其工作原理基于PN结的导电特性。
BJT有三个电极，分别是基极（base）、发射极（emitter）和集电极（collector）。
BJT是一种由两个PN结组成的三层结构，有两种类型：NPN型和PNP型。
NPN型的BJT中，基极是P型半导体，发射极是N型半导体，集电极是P型半导体。
PNP型的BJT中，基极是N型半导体，发射极是P型半导体，集电极是N型半导体。
当正向偏置施加在PN结上时，使得发射结正向偏置而集电结反向偏置。
这导致基区中的载流子浓度增加，使得基区变得导电。
当在基极-发射极之间施加一个小的输入电压时，基区中的浓度变化，导致发射极-基极电流（IE）的变化。
根据BJT的放大特性，这个微小的输入电流变化将导致集电极-发射极电流（IC）的大幅度变化。
因此，BJT可以作为电流放大器使用。
通过控制基极-发射极电流，可以得到更大的集电极-发射极电流。
这使得BJT适用于放大和开关电路。
在放大器中，输入信号通过调节基极-发射极电流来放大输出信号。
在开关电路中，可以在集电极-发射极之间形成开关效应。
需要注意的是，BJT的工作原理受到PN结正向偏置、反向偏置和饱和的影响。
在正常工作区域内，BJT是活跃的，并能放大电信号。
然而，当发射极-基极电流超过一定限制时，BJT会进入饱和区，导致性能下降。
总结起来，双极型晶体管的工作原理是通过控制基极-发射极电流来放大集电极-发射极电流。
这使得BJT成为一种重要的电子元件，在电路中广泛应用于放大和开关的功能。
微电子器件试验-双极型晶体管直流特性的测量
电子科技大学微固学院标准实验报告（实验）课程名称微电子器件电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：张有润实验地点：211楼605 实验时间：2017.6.12一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：双极型晶体管直流特性的测量三、实验学时：3四、实验原理：1、如图1所示，晶体管特征图示仪提供Vce的锯齿波扫描电压和Ib的阶梯变化，且两者一一对应，便产生Ib 从Ib0、Ib1、Ib2等Vce从零到最大值的曲线族。
从而测量晶体管的直流特性。
基本测试原理电路如图2所示，测试时用逐点测试的方法把一条条的曲线描绘出来。
图1 图22、输入特性曲线和输入电阻Ri在共射晶体管电路中，输出交流短路时，如图3，输入电压和输入电流之比为Ri，即：图33、输出特性曲线、β和h FEβ、hFE也可用共射晶体管的转移特性进行测量。
这种曲线可直接观察β的线性好坏。
4、饱和压降VCES和正向压降VBESVCES和VBES是功率管的重要参数，对开关管尤其重要。
VCES是共射晶体管饱和态时C—E间的压降。
VBES是共射晶体管饱和态时B—E间的压降。
一般硅管的VBES=0.7-0.8V，锗管的VBES=0.3-0.4V。
VCES的大小与衬底材料和测试条件有一定的关系。
VBES与芯片表面的铝硅接触情况有关，铝硅合金不好，或光刻引线孔时残留有薄氧化层都会导致VBES过大。
5、反向击穿电压BVCBO、BVCEO和BVEBO外延片制作的双极晶体管的反向击穿电压VB（一般指BVCEO或BVCBO）既与外延层电常数=∂∂=CEVBBEi IVR阻率ρ有关，也与结的曲率半径和表面状况等因素有关。
当高阻集电区厚度Wc小于BVCBO 所对应的势垒宽度XmB时，VB还与WC有关。
所以提高晶体管反向耐压可采取提高ρ、WC，减小二氧化硅中表面电荷密度，采用圆角基区图形，深结扩散、甚至采用台面结构、扩展电极或加电场限制环等措施。
《双极型晶体管》课件
工艺参数优化
温度控制
在制造过程中，温度是一个重要的工艺参数。适当的温度可以保证 材料的性质和工艺的稳定性。
时间控制
各工艺步骤所需的时间对晶体管的性能也有影响，需要进行精确控 制。
压力与气氛控制
在制造过程中，压力和气氛也是关键的工艺参数。例如，在氧化、蒸 发和腐蚀等步骤中，需要严格控制反应气氛的种类和浓度。
将半导体材料清洗干净并进行 切割，得到可用于制造晶体管
的芯片。
氧化与蒸发
通过氧化和蒸发工艺，在芯片 表面形成一层薄膜，作为晶体 管的介质层。
光刻与腐蚀
通过光刻技术将电路图案转移 到芯片表面，然后进行腐蚀， 形成晶体管的各个电极。
焊接与封装
将各电极通过焊接工艺连接起 来，并将芯片封装在适当的壳 体中，完成双极型晶体管的制
输出特性
总结词
描述了双极型晶体管输出端与集电极电流之间的关系。
详细描述
输出特性曲线反映了集电极电流与输出电压之间的关系，随着集电极电流的增 加，输出电压逐渐减小，表现出负阻特性。
转移特性
总结词
描述了双极型晶体管输入、输出特性的相互影响。
详细描述
转移特性曲线反映了基极电流与集电极电流之间的关系，随着基极电流的增加， 集电极电流也相应增加，表现出良好的线性关系。
工作原理
当在基极上施加电压时，电流从 集电极流向发射极，实现放大或 开关功能。
双极型晶体管的特点
01
02
03Leabharlann 高放大倍数双极型晶体管具有较高的 电流放大倍数，通常在 100-1000倍之间。
低噪声性能
双极型晶体管在低频和高 频应用中表现出良好的噪 声性能。
高速开关
双极型晶体管具有快速开 关速度，适用于高频信号 处理和开关电路。
第3章 双极型晶体管
2. 共基极直流输出特性曲线
对于一个给定的IE，改变UCB，测量IC，可得到一条ICUCB之间的关系曲线。对于固定的不同的IE，改变UCB， 测量IC，可得到一组不同的IC-UCB的曲线，称这组曲线
为共基极直流输出特性曲线，如图（b）所示。
共基极直流特性曲线 （b）输出特性曲线
3.3.2 共发射极连接直流性曲线
发生基区穿通时，C—B极间的击穿电压
BUCBO =UPT+BUEBO
如果UPT远小于集电区电阻率决定的雪崩击穿电压理论值UB， 那么BUCBO远小于UB。可见，击穿电压BUCBO不仅由电阻率、
外延层厚度决定，有时还受基区穿通的限制。
对于基区为低掺杂的合金晶体管，由于集电结空间电荷区 主要扩展在基区这一侧，若基区宽度不当，很容易发生基区 穿通现象。所以，合金晶体管的基区宽度必须大于集电结雪 崩击穿时对应的空间电荷区宽度。对于NPN型合金晶体管，
BUCBO n 1+ b0
1
BUCEO与BUCBO的上述关系式只能用于近似地估算， 但它说明了两个问题：其一是BUCEO小于BUCBO；其 二是要想提高BUCEO就必须首先提高BUCBO。
（2） IC—UCE曲线上的负阻现象
在基极开路、外加电压UCE增高至BUCEO时，集电结击穿，
击穿后电流上升，电压却反而降低，这种现象称为负阻现 象。
流输入特性曲线，如图（a）所示。
共基极直流特性曲线 （a）输入特性曲线
在同样的UEB下，IE随着UCB的增大而增大，表现为曲线 左移。这是因为集电结空间电荷区的宽度随着UCB的增大
而展宽，结果引起了有效基区宽度的减小（有效基区宽
度随着UCB的增大或减小而减小或增大的现象，就是上面 所讨论过的基区宽变效应），使得在同样的UEB下，发射 区注入基区的少子浓度梯度增加，流速加快，IE增大。
实验一、双极型晶体管(BJT)特性参数测量
实验一、双极型晶体管（BJT）特性参数测量一、实验设备（1）半导体管特性图示仪(XJ4810A 型)，（2）BJT 晶体管（S9014、S8050、S8550），（3）二极管（1N4001）二、实验目的1、熟悉 BJT 晶体管特性参数测试原理；2、掌握使用半导体管特性图示仪测量 BJT 晶体管特性参数的方法；3、学会利用手册的特性参数计算 BJT 晶体管的混合π型EM1 模型参数的方法。
三、实验仪器介绍：XJ4810型/XJ4810A型半导体管特性图示仪采用示波管显示半导体器件的各种特性曲线，并测量其静态参数。
本仪器具有二簇曲线显示，双向集电极扫描电路，可以对被测半导体器件的特司长进行对比分析，便于对管或配件配对。
本仪器IR测量达200nA/div，配备扩展装置后，VC可达3KV；可测试CMOS及TTL 门电路传输特性；可对场效应管进行配对或对管测试；可测试三端稳压管特性。
图1为XJ4810A型晶体管测试仪图片四、BJT 晶体管特性参数测试原理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Ib =常数（即基极电流Ib不变）。
曲线显示出集电极与发射极之间的电压Vcc增加时，集电极电流Ic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Ib为：Ib=（Eb-Vbe）/Rb在集电极到发射极的回路中，接入一个锯齿波电压发生器Ec和一个小的电阻Rc，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Rc上流过，电阻Rc上的电压降就正比于Ic。
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Rc两端接到示波管的y偏转板上，示波器便显示出晶体管的Ic随Vcc变化的曲线。
（为了保证测量的准确性，电阻Rc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Ib 是固定不变的。
检测绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)好坏的办法
检测绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）好坏的办法1、判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。
其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。
在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极（C）；黑表笔接的为发射极（E）。
2、判断好坏将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极（C），红表笔接IGBT的发射极（E），此时万用表的指针在零位。
用手指同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。
然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。
此时即可判断IGBT是好的。
3、任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。
注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT的好坏。
此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。
一、静态测试变1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。
相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。
将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。
如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。
B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路变频器供应：将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。
将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试变在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。
双极晶体管研究报告
双极晶体管研究报告引言：双极晶体管，是一种运用于电子设备中的半导体器件，具有非常高的功率放大和开关控制性能。
双极晶体管的研究，已经成为电子技术领域非常重要的一部分。
本文将围绕双极晶体管的原理、分类、应用以及未来的发展方向这四个方面展开阐述。
原理：双极晶体管的原理，需要从N型半导体和P型半导体的材料特性入手。
在N型半导体中，电子数量过多，并保有一部分空穴；而在P型半导体中，空穴数量过多，并保有一部分电子。
因此，当N型半导体和P型半导体接触时，电子和空穴会在接触面上重新组合，从而在中间形成一个耗尽区。
在这个耗尽区中，没有可自由移动的载流子，也就是不能导电。
如果在这个耗尽区中注入一定数量的电子或者空穴，就可以打破电阻，形成一个导通区，从而实现电路中的控制。
分类：根据开关调制方式的不同，双极晶体管可以分为三种类型：共发射极型、共基极型和共集电极型。
其中，共发射极型是最常用的一种类型，它具有非常高的电流放大和开关控制能力，在电子设备中大量应用。
而共基极型双极晶体管则具有非常高的频率响应，往往被用于高频率信号的放大和控制。
另外，共集电极型双极晶体管最为常见于电压调节和稳压电路中，它具有非常高的输入电阻和输出电阻，同时具有非常低的噪声水平。
应用：双极晶体管在电子设备中应用非常广泛，最为常见的是在放大器、开关电路、振荡器等电路中使用。
同时，在数码和模拟电路中，双极晶体管也能承担数字电路中的电压驱动任务和集成电路中的可编程逻辑门任务。
此外，在通讯领域中，双极晶体管在手机、电视、电脑等设备的天线驱动电路中起到了非常重要的作用。
未来发展：在面对21世纪信息技术革命的挑战中，双极晶体管也必须不断发展才能满足电子设备的需求。
大型集成电路、系列化应用和分立器件的生产方式将会是未来发展的趋势。
同时，人们对双极晶体管的尺寸、电性能和电磁兼容性要求也会不断提高。
因此，未来双极晶体管的研究方向，将倾向于高导电和半导体技术、微纳米电路、功耗更低和尺寸更小、以及可插拔的键盘、鼠标等交互类器件。
器件原理-双极型晶体管特性的测量与分析
《微电子器件原理》双极型晶体管特性的测量与分析实验指导书通信工程学院微电子实验室二00 八年九月双极型晶体管特性的测量与分析实验要求1．弄清双极型晶体管主要参数的物理意义和使用图示仪的基本方法。
2．测试样品为3DK4DJ，弄清这两类器件的类型和引脚。
为10V、第六级曲线处求电流放大倍数3．测量该晶体管的输出特性曲线，在VCEβ(交流)、H FE(直流)。
用转移特性曲线再次测量这两个参数，将两次结果进行对比。
4．测量晶体管的极限参数BVebo、BVceo、BVcbo。
5. 将测试结果和测试条件列表表示并与标准参数进行比较,看看所测的器件是否合格。
一前言双极晶体管是最重要的分立器件，是双极集成电路的基础，其特性的测量与分析是基本的实验技能。
通常用半导体管特性图示仪来完成这一工作。
半导体管特性图示仪是能直接显示半导体各种特性曲线和直接读出被测管各项参数的测试仪器。
它还能显示和测量多种半导体和集成电路的特性和参数，具有显示直观，读测简便和使用灵活等优点。
要测定共射晶体管的输出特性，其基本测试原理电路如图1-1所示，测试时用逐点测试的方法把一条条的曲线描绘出来如图1-2。
如果用半导体管特性图示仪，则可以把这组曲线直接显示出来。
图1-1 共射晶体管接法图1-2 共射晶体管输出特性曲线半导体管特性图示仪既能较全面地检测半导体管的各种参数，又能显示半导体管的特征曲线。
具有价格便宜，性能稳定等优点，是检测半导体管特性和参数的常用仪器。
本实验要求：（1）了解XJ4810半导体管特性图示仪的基本原理方框图及每部分的作用。
（2）了解被测管各项参数的定义及读测方法。
（3）掌握晶体管特性常见缺陷及其产生原因。
二 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。
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《微电子器件原理》双极型晶体管特性的测量与分析实验指导书通信工程学院微电子实验室二00 八年九月双极型晶体管特性的测量与分析实验要求1．弄清双极型晶体管主要参数的物理意义和使用图示仪的基本方法。
2．测试样品为3DK4DJ，弄清这两类器件的类型和引脚。
为10V、第六级曲线处求电流放大倍数3．测量该晶体管的输出特性曲线，在VCE(直流)。
用转移特性曲线再次测量这两个参数，将两次结果进β(交流)、HFE行对比。
4．测量晶体管的极限参数BVebo、BVceo、BVcbo。
5. 将测试结果和测试条件列表表示并与标准参数进行比较,看看所测的器件是否合格。
一前言双极晶体管是最重要的分立器件，是双极集成电路的基础，其特性的测量与分析是基本的实验技能。
通常用半导体管特性图示仪来完成这一工作。
半导体管特性图示仪是能直接显示半导体各种特性曲线和直接读出被测管各项参数的测试仪器。
它还能显示和测量多种半导体和集成电路的特性和参数，具有显示直观，读测简便和使用灵活等优点。
要测定共射晶体管的输出特性，其基本测试原理电路如图1-1所示，测试时用逐点测试的方法把一条条的曲线描绘出来如图1-2。
如果用半导体管特性图示仪，则可以把这组曲线直接显示出来。
图1-1 共射晶体管接法图1-2 共射晶体管输出特性曲线半导体管特性图示仪既能较全面地检测半导体管的各种参数，又能显示半导体管的特征曲线。
具有价格便宜，性能稳定等优点，是检测半导体管特性和参数的常用仪器。
本实验要求：（1）了解XJ4810半导体管特性图示仪的基本原理方框图及每部分的作用。
（2）了解被测管各项参数的定义及读测方法。
（3）掌握晶体管特性常见缺陷及其产生原因。
二 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。
如需更深入了解XJ4810图示仪的原理和电路，请参阅XJ4810图示仪使用说明和资料[1]。
图1-3 XJ4810图示仪的原理方框图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：。
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 V B BEi 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。
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h FE 。
晶体管接法如图1- 4所示。
旋钮位置如下：（数据是其它元件的，请自己调试数据得出图形）峰值电压范围 0~5V （调试参考10V ）极性（集电极扫描） 正（+）极性（阶梯） 正（+）功耗限制电阻 0.1~1k Ω（调试参考250Ω）x 轴 集电极电压0.5V/度y 轴 集电极电流0.1mA/度阶梯选择 0.02mA/级（调试参考10UA/级）阶梯作用 重复调节峰值电压得到图1-6所示共射晶体管输出特性曲线。
并可读得（另外元件的参考数据）11002.02.21001.010********==∆∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛====B C V CE V mA C I BC V CE V mA C I FE I I I I h ββ＞h FE 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、h FE 也可用共射晶体管的转移特性图1-7进行测量。
只要将上述的x 轴作用开关拨至 ，即得到共射晶体管的转移特性。
这种曲线可直接观察β的线性好坏。
图1-6 共射晶体管输出特性的读测 图1-7共射晶体管的转移特性此外，在共射晶体管输出特性曲线中，当I B 为某一值时可读测出共射小讯号输出电导g ，它是I B 为某值时输出曲线的斜率，即常数=∆∆=B I CE cV I g 当接地选择打到“基极接地”，阶梯极性改为负（—），阶梯选择改为2mA/级（这时注入电流以为I E ），图示仪上则显示出共基晶体管输出特性，并可读测出α值：常数==CB V E CI I α （4）反向击穿电压BV CBO 、BV CEO 和BV EBO外延片制作的双极晶体管的反向击穿电压V B （一般指BV CEO 或BV CBO ）既与外延层电阻率ρc 有关，也与结的曲率半径和表面状况等因素有关。
当高阻集电区厚度Wc 小于BV CBO 所对应的势垒宽度x mB 时，V B 还与W C 有关。
所以提高晶体管反向耐压可采取提高ρc 、W C ，减小二氧化硅中表面电荷密度，采用圆角基区图形，深结扩散、甚至采用台面结构、扩展电极或加电场限制环等措施。
BV CBO 是共基晶体管在发射极开路时输出端C —B 间的反向击穿电压。
BV CEO 是共射晶体管在基极开路时输出端C —E 间的反向击穿电压。
晶体管手册中（或实际测试中）的规定为：BV CBO ——发射极开路，集电极电流为规定值时，C —B 间的反向电压值。
BV CEO ——基极开路， 集电极电流为规定值时，C —E 间的反向电压值。
BV EBO ——集电极开路，发射极电流为规定值时，E —B 间的反向电压值。
理论上可推导出n o CBO CEO BV BV β+=1/对硅npn 管，n = 4。
硅双扩散管的基区平均杂质浓度＞＞Nc N B ，所以，一般BV CBO ＞BV CEO ＞BV EBO ，而锗合金管C B ＜＜N N ，所以，一般BV CBO ≈BV EBO ＞BV CEO 。
3DG6的BV CBO 和BV CEO 的测试条件为I C =100μA BV EBO 的为I E =100μA 。
晶体管的接法如图1-10所示。
旋钮位置为：峰值电压范围 0~200V （测BV CBO ，BV CEO ）0~20V （测BV EBO ）极性（集电极扫描）正（+）功耗电阻5~50kx轴集电极电压10V/度（测BV CBO，BV CEO）1V/度（测BV EBO）y轴集电极电流0.1mA/度将峰值电压调整到合适的值，即可得到图1-11所示的值，图例表明BV CBO=70V，BV CEO=40V、BV EBO=7V。
图1-10 测击穿电压时晶体管的接法图1-11 晶体管击穿电压测量值的示意图（4）反向电流I CBO、I CEO和I EBO晶体管的反向电流I CBO、I CEO和I EBO也叫反向截止电流或反向漏电流。
其中I CEO又叫反向穿透电流。
反向电流对晶体管的放大作用没有贡献，白白消耗一部分电源功率，影响晶体管工作的稳定性。
因此，反向电流愈小愈好。
晶体管的反向电流通常包括反向扩散电流I D、势垒区产生电流I G和表面漏电流I S。
在室温下，硅管的I G＞＞I D，锗管则I D＞I G。
一般硅管的反向电流远小于锗管的反向电流。
由于XJ4810图示仪的测试精度所限，绝大部分中小功率硅管的反向电流不能用XJ4810图示仪读测，而只能用专用仪器（如JS2B晶体三极管反向截止电流测试仪）测量。
电流I CBO，I CEO、I EBO的定义如下：I CBO——发射极开路，C—B间反压为规定值时的反向电流；I CEO——基极开路，C—E间反压为规定值时的反向电流；I EBO——集电极开路，E—B间反压为规定值时的反向电流。
锗管的反向电流，在图示仪上有可能观察到。
下面以锗管3AX31B为例，测量其反向电流。
晶体管接法同图1-10，测量示值如图1-12所示。
旋钮位置为：峰值电压范围0~50V极性（集电极扫描）负（—）功耗电阻1~10K （反压高时电阻大些）x轴集电极电压1V/度y轴集电极电流0.01~0.5mA（适当选择）阶梯作用关图1-12 晶体管反向电流的测量示值三实验步骤与要求1．实验器材（1）XJ4810型半导体管特性图示仪一台及使用说明书一份。
（2）半导体器件3DK4DJ2．仪器调节与测试要求（1）开启电源，预热15min后使用（2）示波管部分①调辉度，以适中亮度为宜。
②调聚焦和辅助聚焦，使光点清晰。
测npn管时光点移至左下角，测pnp管时光点移至右上角。
（3）集电极扫描将集电极扫描的全部旋钮都调到预见需要的范围，一般峰值电压范围先置于0~10V，峰值电压（旋钮）调至最小。
（4）y轴作用将毫安—伏/度与倍率调到需读测的范围。
（5）x轴作用将伏/度调到需读测的范围。
（6）基极阶梯信号通常先进行阶梯调零（方法见XJ4810图示仪使用说明书）。
阶梯调零后，根据需要，将极性，串联电阻、阶梯选择（毫安/级或伏/级）调好，阶梯作用置于“重复”。
（7）测试台部分按面板指示操作。
测试时应注意①每次测试时应把光点调到和坐标原点重合，测V CES、V BES时尤其要注意。
②每次测试前应把峰值电压调到最小，要缓慢进行调节，以免损坏仪器部件。
③测高反压管的反向耐压和反向电流时，功耗电阻应选大些，以免烧坏被测管。
④在满功耗附近测量共射晶体管输出特性时，扫描时间不能过长，以免损坏被测管，对未加散热器的大功率管测试尤其要注意。
⑤用XJ4810图示仪鉴别晶体管类型pnp或npn和管脚极性时，应选用不会损坏被测管的低电压和小电流。
例如V CE=0.3V、I C=1mA。
（9）根据3DK4DJ的测试条件测出参数h FE、β、BV CBO、BV CEO、BV EBO、I CBO、I CEO和I EBO，记下测试数据和画出波形。