7晶体管特性图示仪的使用
晶体管特性图示仪使用方法
1、定义：晶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。
它功能强，用途广泛、直接显示、使用方便、操作方便的优点，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，是必不可少的测试工具。
晶体管特性图示仪是一种专用示波器，它能直接观察各种晶体管特性曲线及曲性簇。
例如:晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性、电流放大特性及反馈特性；二极管的正向、反向特性；稳压管的稳压或齐纳特性；它可以测量晶体管的击穿电压、饱和电流、β或α参数等。
2、晶体管特性图示仪与示波器的区别：晶体管特性图示仪能够自身提供测试时所需要的信号源，并将测试结果以曲线形式显示在荧光屏上。
3、优缺点：晶体管特性图示仪不能用于测量晶体管的高频参数。
4、组成：主要由阶梯波发生器、集电极扫描信号源、测试变换电路、控制电路、X-Y方式示波器等部分组成。
由于晶体管特性图示仪的测量原理基础是逐点测量法，且是动态测量，故晶体管特性图示仪的功能应该满足：能提供测试过程所需的各种基极电流（阶梯波发生器）；每个固定基极电流期间，集电极电压能做相应改变；（集电极扫描信号源）能够即使取出各组测量值并传送至显示电路。
5、晶体管特性图示仪各组成部分的作用：（见书P127）阶梯波发生器（组成和工作原理见书P129）：提供基极阶梯电压或电流集电极扫描信号源：每个固定基极电流期间，集电极电压能做相应改变；测试变换电路：为适应测试NPN和PNP管控制电路：实现集电极扫描信号源和阶梯波信号源的同步X-Y方式示波器：X和Y轴放大器（对取自被测器件上的电压信号进行放大，然后送至偏转板形成扫描线）和示波管6、晶体管特性图示仪的操作使用面板介绍：包括五部分（示波管控制电路；集电极电源；偏转放大；阶梯信号测试台）J2461型晶体管特性图示仪J2461型晶体管特性图示仪，是根据教育部《JY6－78》号技术标准的规定和要求而设计的。
它是J2458型教学示波器的辅助装置，主要供中等学校实验室测量晶体管使用。
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）。
晶体管特性图示仪安全操作及保养规程
晶体管特性图示仪安全操作及保养规程1. 前言晶体管特性图示仪是一种专业化的电子测量设备，它能够对晶体管进行测试，分析晶体管的性能。
为了保护该设备的安全，保持其良好工作状态，以及为最终用户提供最好的体验，我们为您提供以下安全操作以及保养规程。
2. 安全操作规程2.1 基本要求晶体管特性图示仪是一种精密的测量仪器，因此需要严格的安全操作措施，以确保设备能够长期稳定工作、准确测量。
下面为您介绍几个基本的操作要求：•操作人员必须接受过专门的培训，了解设备操作方法和基本的安全操作知识，遵守本规程以及制造商提供的相关指南。
•设备的选择、安装、使用、维护都必须遵循规程要求。
•操作过程中，必须仔细阅读并遵照设备相关标签和说明书。
•在使用设备之前，必须检查仪器和配件是否完好，避免因损坏导致安全隐患。
•操作人员必须佩戴耐压手套、护目镜等必要的防护用品，以确保操作的安全性。
2.2 指导步骤下面为您介绍一些常规的操作步骤，以供参考：1.开机前的检查：•检查电源线、测量线缆和所有连接线是否处于良好状态；•检查设备上的电源开关，确保其处于关闭状态；•检查可调整和固定元件是否处于良好状态。
2.开机操作：•插入电源线，连接测量线缆;•打开电源开关;•等待设备自检完成；•设置测量参数，根据测量对象的需要进行测量。
3.关机操作：•关闭电源开关；•拔出电源线、测量线缆。
3. 保养规程3.1 基本保养为了确保设备的正常工作，同时延长设备的使用寿命，我们为您提供以下安全保养规程：1.对设备的外部进行清洁和维护工作，确保设备表面干净。
清洁过程中需要注意防潮、防水、防静电等工作，并使用专门的清洁剂。
2.及时更换设备中的易损件，如保险丝、电解电容、继电器等，以确保设备持续稳定工作。
3.定期进行设备的校准和维修工作，确保仪器精度在指定范围内。
3.2 操作注意事项在进行设备的保养过程中，请注意以下几点：•执行操作时，请关闭电源开关，拔掉电源线，以确保操作的安全性；•不要使用任何有损设备或环境的废弃物或清洁液等;•进行维护时，要慎重选择和安装设备的配件，并确保其与设备兼容。
晶体管特性图示仪共73页文档
（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；
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阶梯波产生电路
15.11.2019
图7-3 阶梯波产生电路
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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。
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)，
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• 7.5.1 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。
测试时阶梯信号源为被测晶体管提供偏置电压；
阶梯波基极电流与集电极扫描电压都是由50Hz 交流电得来的，可以实现集电极扫描电压与阶梯
波基极电流保持同步，即TB＝nTc(n为正整数)，
如图7-8所示，阶梯波电压每一级的时间正与集 电极扫描电压变化一次相同，测绘输出特性所需
的uCE和iB就能同步地自动变化。
晶体管特性图示仪简介与应用
➢在实际测量时，仍采用全波整流电压作为集电极扫 描电压，而用阶梯波提供基极电流。
晶体管特性图示仪
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简介和应用
➢接U如BE图，7S-14接将ISB1，接S“5+接”（“+N” P（N型NP管N）型，管S）2接，中S6间接位测置量，，SS37 接时，测一量般，只取显Uce示为曲扫线描即电可压。，uBE用作阶梯波电压，测试
➢ 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；
晶体管特性图示仪
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简介和应用
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。
晶体管特性图示仪
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简介和应用
（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。
晶体管特性图示仪
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简介和应用
（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
晶体管特性图示仪操作规程
二、二极管特性测试
1、通过二极管测试盒与仪器二极管测试孔相连， 在特殊情况下也可用合适的耐高压线与 此插孔相连，被测管按面板所示的二极管性与测试孔相连。 2、将集电极输出电压琴键按至 3000V 档级，此时并将峰值电压逆时针方向旋转到零。 3、将 Y 电流/度置于 ID 范围内的适合档级，并将 X 电压/度置于 UD 范围内的合适档级。 4、按“测试”按钮，并徐徐缓缓升高峰值电压直至所要求值（或二极管击穿电流超过规 定值电压）时止。 5、由于高压测试插孔中具有高压，因此在按“测试”按钮时，切勿接触测试插孔的任一 端。
操
编号：
作
规 程
制订日期：2
版次：A/000
晶体管特性图示仪操作规程
一． 测试前的开机与调节
1．开启电源：将电源开关向右方向按动，此时白色指示灯即发光，待预热十分钟后立即进行 正常测试。在必要时测量进线电压在 220V±10%D 的范围为宜。 2．调节辉度聚焦，辅助聚焦及标尺亮度：将示波管会聚成一清晰的小光点，标尺亮度以能清 晰满足测量要求为原则。 3．Y、X 移位 对 Y、X 移位旋钮置于中心位置，此时光点应根据 PNP、NPN 开关的选择处 于左下方或右上方。再调节移位旋钮使其在左下方或右下方实线部分的零点。 4．对 Y、X 校准将 Y、X 灵敏度分别进行 10 度校准，其方法将 Y（或 X）方式开关自“┴” 至“校准”此时光点或基线应有 10 度偏转，如超过或未达到时应进行增益调节（X/Y 调 节 W*1-10/1-110） 。] 5．阶梯调零: 阶梯调零的原理即将阶梯先在示波管上显示， 然后根据放在输入端接地所显示 的位置，于调节零电位器使基与放大器接地时重合即完成调零。 调节方法首先将 Y 偏转放大器置于基极电流或基极源电压档级，X 偏转放大器置于 U0 的 任意档级，将测试选择置于“NPN” ，电压档级置于“常态” ，阶梯幅度/级置于电压/级的 任意档，集电极电压置于任意档级使示波管显示电压值，此时即能调零,使第一根基线与 Y 偏转放大器“┴”时重合即完成了调零步骤。 6．电容性电流平衡：在要求较高电流灵敏度档级进行测量时，可对电容性电流进行平衡，平 衡方式将 Y 偏转放大器置于较高灵敏并档级使示波管显示电容性电流， 调节电容平衡旋钮 使其达到最小值即可。 7．集电极电压检查：在进行测量前应检查集电极电压的输出范围，检查时将 V0 置于相对应 档级，当发现将峰值电压顺时针方向最大时，其输出在规定值与大于 10%之间即正常，如 超过或小于述规定请检查进线电压（此时功耗限止电阻应等天 0） 。
晶体管图示仪的使用
实验一晶体管图示仪的使用一、实验目的熟练掌握晶体管特性图示仪的使用方法，学会用晶体管特性图示仪测量半导体器件的静态参数。
在不损坏器件的情况下，测量半导体器件的极限参数。
二、晶体管特性图示仪测量半导体器件的工作原理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（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） 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%。
（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：（4）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。
电子测量与仪器教学第7章晶体管特性图示仪使用详解ppt
（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。
RF 作用：将要测量的电流 IC 转换为电压，将其送至
示波器 Y 轴系统以使显示曲线的 Y 轴表示集电极电
流的变化。
（3）示波器 包括：X 放大器、Y 放大器及示波管。 作用：显示晶体管特性曲线。
（4）开关用附属电路 作用：准确测试晶体管特性曲线及适应测试不同的晶 体管的需要。 ① 极性开关 基极阶梯信号源和集电极扫描电压正、负极性选择开 关。 ② X 轴、Y 轴选择开关 把不同信号接至 X 放大器或 Y 放大器。通过不同的 组合，显示不同的晶体管特性曲线。
显示相应的特性曲线。
（2）晶体管输出特性曲线 IC = f（UCE） 及测试原理框图如图所示。根据 定义，可在输出特性曲线上求出 值。
（3）晶体管输入特性曲线 IB = f（UBE）及测试原理
框图如图所示。
a．被测管的集电极接全波整流扫描电压。
b．用阶梯信号提供基极电流。
c．采样电阻 RB 两端得到的电压加至示波器的 Y 轴。 d． UBE 加至示波器的 X轴。
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：产生阶梯电流或阶梯电压。
（2）集电极扫描电压发生器 作用：供给所需的集电极扫描电压。
RC 作用：用于限制被测晶体管的最大工作电流，
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。
晶体管特性图示仪使用方法.
⑶校准:按下校准键,光点在X、Y轴方向移动的距离刚好为10度,以达到10度校正目的。
19. X轴移位:调节光迹在水平方向的移位。
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。
电压范围/V 0~10 0~50 0~100 0~500
允许最大电流/A 5 1 0.5 0.1
表A-3最大电流对照表
7.进行高压测试时,应特别注意安全,电压应从零逐步调节到需要值。观察完毕,应及时将峰值电压调到零。
7.3基本操作步骤
1.按下电源开关,指示灯亮,预热15分钟后,即可进行测试。
2.调节辉度、聚焦及辅助聚焦,使光点清晰。
集电极极性+阶梯信号重复
功耗电阻250Ω阶梯极性+
X轴集电极电压1V/度阶梯选择20μA
逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线,如图A-26所示.读出X轴集电极电压Vce =1V时最上面一条曲线(每条曲线为20μA,最下面一条IB=0不计在内IB值和Y轴IC值,可得
hFE = = = =42.5
PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相同。可按测试条件,适当改变挡位,并把集电极扫描电压极性改为“—”,把光点调到荧光屏的右下角(阶梯极性为“+”时或右上角(阶梯极性为“—”时即可。
3.晶体管击穿电压的测试
以NPN型3DK2晶体管为例,查手册得知3DK2 BVCBO、BVCEO、BVEBO的测试条件IC分别为100μA、200μA和100μA。测试时,仪器部件的置位详见表A-6。
<晶体管特性图示仪>的使用方法
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。
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。
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• 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。
电子测量与常用仪器的使用第6章晶体管特性图示仪的使用
面板布置图上有四个部分，各个部分的作用如 下：
1 电源及示波管显示部分 2 集电极电源部分 3 X轴、Y轴偏转放大部分 4 阶梯信号部分
2. XJ4810型晶体管特性图示仪的器件测试台
6.2.2．XJ4810型晶体管特性图示仪的使用方法 1. 测量前的准备工作 2. 测量晶体二极管的操作步骤 1 二极管正向特性的测量 2 二极管反向特性的测量 3.测量晶体三极管的操作步骤
（2）测量三极管输出特性曲线时的接法
（3）测量三极管的输入特性曲线时的接法
6.2晶体管特性图示仪的操作方法
XJ4810型晶体管测试仪是目前应用较多 的图示仪，其外形照片如图6.6所示。
6.2.1 XJ4810型晶体管特性图示仪的面板布置 图和器件测试台
1. XJ4810型晶体管特性图示仪的面板布置图
第6章 晶体管特性图示仪的使 用
1. 晶体管特性图示仪的组成和面板
2. 晶体管特性图示仪的操作方法
6.1 晶体管特性图示仪的组成和面板
6.1.1晶体管特性图示仪的组成 1. 同步脉冲发生器 2 集电极扫描电压发生器
3 基极阶梯信号发生器 4 测试转换开关 5 示波器 3．测量各种晶体管器件时的电路接法 （1）测量二极管正反向特性曲线的接法
4 测试完器件以后，先关闭电源，再使晶体管特性图 示仪的各个旋钮复位，以防下次使用时因疏忽而损 坏被测器件。应将“峰值电压范围”置于（0～ 10V ）档，“峰值电压%”调至0位，阶梯信号中 “重复-关” 按键处于按下（关）的状态，“功耗 限制电阻”置于最大位置。
3 三极管输出特性的测量 4 三极管输入特性的测量
4. 使用晶体管特性图示仪的注意事项
1 正确选择“电压-电流／级”、“集电极功耗电阻 ”、“峰值电压%”三个旋钮的位置。
晶体管特性图示仪使用方法简介
Y轴作用， 基极电压
X轴作用， 集电极电压
X轴作用， 基极电压
基极阶梯信号
集电极的扫描信号
集电极电流 IC
基极电压UB
集电极电压UC
基极电压UB
基极阶梯信号
集电极扫描信号
■
■ 检查垂直通道放大器： 将垂直部分的垂直电流 (CURRENT/DIV)位置， 此时， 阶梯信号发生器产生直通道部分， 可以检查垂直通道放大器工作是否正常。■ 检查水平通道放大器： 将水平部分的水平电压置， 此时， 阶梯信号发生器产生平通道部分， 可以检查水平通道放大器工作是否正常。■ 将水平通道和垂直通道同时加上校正信号， 调节位移旋钮，则可以找到坐标原点。第12页/共17页
垂直扩展 10
垂直部分
第7页/共17页
■
梯信号。■ 水平移位
档， 是通过分
0.05V/div
50V/div
第8页/共17页
， 共
VCE
~
10
■
■
■
■
显示方式显示方式倒相双簇
按钮： 按入时， 显示在垂直 、水平方向上倒相。■ (DUAL)按钮： 对572D2普通型晶体管图示仪， 此按钮无
PNP
第
15页/共17页
Q
Q
Q
Q
μ
μ
0
■
Q
Q
μ
μ
第16页/共17页
■
某些极限参数时， 用此开关。
测试台部分
第10页/共17页
■
■
第11页/共17页
集电极C接地
发射极电流I
基极电压UB
发射极电压U
基极电压UB
基极阶梯信号
元器件任务2仪器的使用
2.1.1 晶体管特性图示仪的测试原理 1. 晶体管特性曲线的产生过程
晶体管特性曲线是指晶体管相关极电压与电流或电流与电
流之间的关系曲线，对于晶体晶体管，输出特性曲线是指在IB 固定的条件下，集电极电流IC随集电极和发射极电压UCE变化而 变化的关系曲线。对应于不同的IB都有一条与之对应的输出特
性曲线，从而形成一簇特性曲线。
1
任务2.1晶体管特性图示仪的使用
2.1.1 晶体管特性图示仪的测试原理
图 2-1 NPN型晶体管输出特性曲线及逐点测量法示意图
先固定基极电流IB，改变EC值，可测得一组UCE和IC值；再 改变基极电流IB，重复上述过程，可测得多组数值。适当选
取坐标，即可得到晶体管输出特性曲线，如图2-1 b所示。
8
任务2.1晶体管特性图示仪的使用
2.1. 3 常用半导体特性曲线的测试 1. 二极管特性曲线的测试
二极管特性曲线的测试原理框图如图2-6所示。
图2-6 二极管特性曲线的测试原理框图
9
任务2.1晶体管特性图示仪的使用
2.1. 3 常用半导体特性曲线的测试 测试二极管时只需观察流过二极管的电流与二极管两端
2
任务2.1晶体管特性图示仪的使用
2.1.1 晶体管特性图示仪的测试原理 2. 动态法测量原理
动态法测量原理图如图2-2所示。
图2-2 动态法测量原理图
3
任务2.1晶体管特性图示仪的使用
2.1.1 晶体管特性图示仪的测试原理
阶梯信号发生器提供测试所需的各种基极阶梯电压或电
流IB，阶梯高度可以调节，用于形成多条曲线簇。 集电极扫描电压发生器对于每一个IB，产生不同的集电极
7
晶体管特性图示仪的使用
晶体管特性图示仪的使用一、实验任务熟悉XJ4810型图示仪的面板装置及其操作方法；会测量二极管的正、反向特性，三极管的输入特性、输出特性及主要参数（不包括频率参数），场效应管的特性及其主要参数。
二、实验原理晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。
晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。
阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。
三、实验设备1、XJ4810型图示仪；数量：1台；2、9013、8050型NPN、9012、8550型PNP型三极管，二极管，稳压二极管，3DJ6G型N沟道结型场效应管；数量：各一只。
四、实验预习要求1、课外阅读《电子测量》晶体管测量的相关文献。
2、参照仪器使用说明书，掌握XJ4810型图示仪的使用方法。
3、详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备6、。
五、实验步骤：1.测试小功率整流二极管IN4001，做以下旋钮设置：“峰值电压范围”：0～10V（正向特性测量）；0～200V（反向特性测量）“集电极电流极性”：+（正向特性测量）；－（反向特性测量）Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复—关”：关2.稳压二极管的测量，做以下旋钮设置：“峰值电压范围”：AC?? 0～10V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复—关”：关动态电阻RZ=△VZ/△IZ3.NPN型管的测量1）输出特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：+“电压—电流/级”：20μA/度直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）交流电流放大系数β=△IC/△IB （VCE=常数）2）输入特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：阶梯信号X—“电压/度”：VBE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：+“电压—电流/级”：适当档级3）IC—IB关系曲线的测量“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：阶梯信号阶梯“重复—关”：重复；“极性”：+“电压—电流/级”：适当档级直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）4.PNP型管的测量（方法与NPN型管的测量类似）1）输出特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：－Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：－“电压—电流/级”：20μA/度直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）交流电流放大系数β=△IC/△IB （VCE=常数）2）输入特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：－Y—“电流/度”：阶梯信号X—“电压/度”：VBE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：－“电压—电流/级”：适当档级输出特性曲线输入特性曲线3）IC—IB关系曲线的测量“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：阶梯信号阶梯“重复—关”：重复；“极性”：+“电压—电流/级”：适当档级IC—IB关系曲线直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）4.PNP型管的测量（方法与NPN型管的测量类似）1）输出特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：－Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：－“电压—电流/级”：20μA/度直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）交流电流放大系数β=△IC/△IB （VCE=常数）2）输入特性曲线的测试“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：－Y—“电流/度”：阶梯信号X—“电压/度”：VBE阶梯“重复—关”：重复；“极性”：－“电压—电流/级”：适当档级3）IC—IB关系曲线的测量“峰值电压范围”：0～10V“集电极电流极性”：－Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：阶梯信号阶梯“重复—关”：重复；“极性”：－“电压—电流/级”：适当档级直流电流放大系数hFE=IC/IB（VCE=常数，IC=常数）IC—IB关系曲线5.场效应管的测量1）输出特性（漏极特性）的测量“峰值电压范围”：0～50V“集电极电流极性”：+Y—“电流/度”：ICX—“电压/度”：VCE阶梯“重复2）—关”：重复3）；“极性”：－4）“电压—电流/级”：1V/级饱和漏电流IDSS：在VGS=0V的那条曲线上，读测出UDS=10V所对应的Y轴电流；跨导gm=△IDS/△VGS（IDS=常数，VGS=常数）六．训练测试二极管、NPN型与PNP型三极管的各种参数特性。
晶体管特性图示仪简介和应用
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 ')]
17
为使输出电流I0与RL无关，应使 I0应为：
(R1'R2R1R2' )0， R1R1',R2R2 ' 选择
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
16
➢ 将U2代入3-2式得：
U0R R1 2Ui (1R R1 2)(R R1 1 ''R LR I0 2 ' )
式3-4
➢ 设运算放大器的输入阻抗为无穷大，由输出电路得
晶体管特性图示仪简介和应用
1
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
2
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
3
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。 ➢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。
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XJ4810晶体管特性图示仪说明书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-23 XJ4810型半导体管特性图示仪7.1 XJ4810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。
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. 垂直移位及电流/度倍率开关：调节迹线在垂直方向的移位。
旋钮拉出，放大器增益扩大10倍，电流/度各挡I C标值×0.1，同时指示灯14亮.16. Y轴增益：校正Y轴增益。
17. X轴增益：校正X轴增益。
18.显示开关：分转换、接地、校准三挡，其作用是：⑴转换：使图像在Ⅰ、Ⅲ象限内相互转换，便于由NPN管转测PNP管时简化测试操作。
⑵接地：放大器输入接地，表示输入为零的基准点。
⑶校准：按下校准键，光点在X、Y轴方向移动的距离刚好为10度，以达到10度校正目的。
19. X轴移位：调节光迹在水平方向的移位。
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. 调零旋钮：测试前，应首先调整阶梯信号的起始级零电平的位置。
当荧光屏上已观察到基极阶梯信号后，按下测试台上选择按键“零电压”，观察光点停留在荧光屏上的位置，复位后调节零旋钮，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，这样阶梯信号的零电位即被准确校正。
23. 阶梯信号选择开关：可以调节每级电流大小注入被测管的基极，作为测试各种特性曲线的基极信号源，共22挡。
一般选用基极电流/级，当测试场效应管时选用基极源电压/级。
24. 串联电阻开关：当阶梯信号选择开关置于电压/级的位置时，串联电阻将串联在被测管的输入电路中。
25. 重复－－关按键：弹出为重复，阶梯信号重复出现；按下为关，阶梯信号处于待触发状态。
26. 阶梯信号待触发指示灯：重复按键按下时灯亮，阶梯信号进入待触发状态。
27. 单簇按键开关：单簇的按动其作用是使预先调整好的电压（电流）/级，出现一次阶梯信号后回到等待触发位置，因此可利用它瞬间作用的特性来观察被测管的各种极限特性。
28. 极性按键：极性的选择取决于被测管的特性。
29. 测试台：其结构如图A-24所示。
图A-24 XJ4810型半导体管特性图示仪测试台30. 测试选择按键：⑴“左”、“右”、“二簇”：可以在测试时任选左右两个被测管的特性，当置于“二簇”时，即通过电子开关自动地交替显示左右二簇特性曲线，此时“级/簇”应置适当位置，以利于观察。
二簇特性曲线比较时，请不要误按单簇按键。
⑵“零电压”键：按下此键用于调整阶梯信号的起始级在零电平的位置，见（22）项。
⑶“零电流”键：按下此键时被测管的基极处于开路状态，即能测量I CEO特性。
31、32. 左右测试插孔：插上专用插座（随机附件），可测试F1、F2型管座的功率晶体管。
33、34、35.晶体管测试插座。
36. 二极管反向漏电流专用插孔（接地端）。
在仪器右侧板上分布有图A-25所示的旋钮和端子：图A-25 XJ4810型半导体管特性图示仪右侧板37. 二簇移位旋钮：在二簇显示时，可改变右簇曲线的位置，更方便于配对晶体管各种参数的比较。
38. Y轴信号输入：Y轴选择开关置外接时，Y轴信号由此插座输入。
39. X轴信号输入：X轴选择开关置外接时，X轴信号由此插座输入。
40. 校准信号输出端：1V、0.5V校准信号由此二孔输出。
7.2测试前注意事项为保证仪器的合理使用，既不损坏被测晶体管，也不损坏仪器内部线路，在使用仪器前应注意下列事项：1. 对被测管的主要直流参数应有一个大概的了解和估计，特别要了解被测管的集电极最大允许耗散功率P CM、最大允许电流I CM和击穿电压BV EBO、BV CBO。
2. 选择好扫描和阶梯信号的极性，以适应不同管型和测试项目的需要。
3. 根据所测参数或被测管允许的集电极电压，选择合适的扫描电压范围。
一般情况下，应先将峰值电压调至零，更改扫描电压范围时，也应先将峰值电压调至零。
选择一定的功耗电阻，测试反向特性时，功耗电阻要选大一些，同时将X、Y偏转开关置于合适挡位。
测试时扫描电压应从零逐步调节到需要值。
4. 对被测管进行必要的估算，以选择合适的阶梯电流或阶梯电压，一般宜先小一点，再根据需要逐步加大。
测试时不应超过被测管的集电极最大允许功耗。
5. 在进行I C M的测试时，一般采用单簇为宜，以免损坏被测管。
6. 在进行I C或I CM的测试中，应根据集电极电压的实际情况选择，不应超过本仪器规定的最大电流，见表A-3。
表A-3 最大电流对照表7. 进行高压测试时，应特别注意安全，电压应从零逐步调节到需要值。
观察完毕，应及时将峰值电压调到零。
7.3基本操作步骤1. 按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。
2. 调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。
3. 将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。
4. 对X、Y轴放大器进行10度校准。
5. 调节阶梯调零。
6. 选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。
7. 插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。
7.4测试实例1. 晶体管h FE 和β值的测量以NPN 型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 h FE 的测试条件为V CE =1V 、I C =10mA 。
将光点移至荧光屏的左下角作座表零点。
仪器部件的置位详见表A-4。
逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线，如图A-26所示.读出X 轴集电极电压V ce =1V 时最上面一条曲线（每条曲线为20μA ，最下面一条I B =0不计在内）I B 值和Y 轴I C 值，可得h FE = B C I I =A 200mA 5.8μ=2.05.8=42.5若把X 轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到图A-27所示的电流放大特性曲线。
即β=BC I I∆∆图A-26 晶体三极管输出特性曲线 图A-27 电流放大特性曲线PNP 型三极管h FE 和β的测量方法同上，只需改变扫描电压极性、阶梯信号极性、并把光点移至荧光屏右上角即可。
2.晶体管反向电流的测试以NPN 型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 I CBO 、I CEO 的测试条件为V CB 、V CE 均为10V 。
测试时，仪器部件的置位详见表A-5。
逐渐调高“峰值电压”使X 轴V CB =10V ，读出Y 轴的偏移量，即为被测值。
被测管的接线方法如图1-28，其中图A-28（a ）测I CBO 值，图A-28（b ）测I CEO 值、图A-28（c ）测I EBO 值。
图A-28 晶体管反向电流的测试测试曲线如图A-29所示。
读数：I C BO=0.5μA（V CB=10V）I C EO=1μA（V CE=10V）图A-29 反向电流测试曲线PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相同。
可按测试条件，适当改变挡位，并把集电极扫描电压极性改为“—”，把光点调到荧光屏的右下角（阶梯极性为“+”时）或右上角（阶梯极性为“—”时）即可。
3.晶体管击穿电压的测试以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 BV CBO、BV CEO、BV EBO的测试条件I C 分别为100μA、200μA和100μA。
测试时，仪器部件的置位详见表A-6。
逐步调高“峰值电压”，被测管按图A-30（a）的接法，Y轴I C=0.1mA时，X轴的偏移量为BV CEO值；被测管按图A-30（b）的接法，Y轴I C=0.2m A时，X轴的偏移量为BV CEO 值；被测管按图A-30（c）的接法，Y轴I C=0.1mA时，X轴的偏移量为BV EBO值。
测试曲线如图A-30所示。
图A-30 反向击穿电压曲线（NPN）图A-31 反向击穿电压曲线（PNP）读数：BV CBO=70V（I C=100μA）BV CEO=60V（I C=200μA）BV EBO=7.8V（I C=100μA）PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相似。
其测试曲线如图1-31所示。
4.稳压二极管的测试以2CW19稳压二极管为例，查手册得知2CW19稳定电压的测试条件I R=3mA。
测试时。
仪器部件置位详见表A-7。
逐渐加大“峰值电压”，即可在荧光屏上看到被测管的特性曲线，如图A-32所示。
读数：正向压降约0.7V，稳定电压约12.5V。
5.整流二极管反向漏电电流的测试以2DP5C整流二极管为例，查手册得知2DP5的反向电流应≤500nA。
测试时，仪器各部件的置位详见表A-8。
逐渐增大“峰值电压”，在荧光屏上即可显示被测管反向漏电电流特性，如图A-33所示。