晶體管特性圖示儀工作原理

下面以使用本儀器測(cè)試“晶體二極管伏安特性”和“晶體三極管輸出特性”為例，介紹儀器的工作原理。

1．二極管伏安特性的測(cè)試原理

流過(guò)二極管的電流I和二極管兩端電壓U的函數(shù)關(guān)系稱為“二極管伏安特性”。本儀器通過(guò)顯示“伏安特性曲線”來(lái)定量顯示被測(cè)二極管的“伏安特性”。由二極管伏安特性曲線（正向區(qū)）可知，當(dāng)我們將二極管兩端的電壓U由0逐漸增大時(shí)，二極管中的電流I會(huì)按照“二極管方程”的規(guī)律逐漸增大。

二極管方程式中：在環(huán)境溫度為300K時(shí)，UT≈26mV 。

將這一過(guò)程重復(fù)進(jìn)行稱為“電壓掃描”。根據(jù)特性曲線所在的象限，用本儀器“X軸作用”和“Y軸作用”的“移位”旋鈕調(diào)整掃描的原點(diǎn)在示波器屏幕的左下角或右上角。當(dāng)測(cè)量二極管正向特性曲線時(shí)，由于曲線位于*象限，所以應(yīng)將原點(diǎn)調(diào)整至屏幕左下角。（而反向特性曲線位于第三象限，應(yīng)將原點(diǎn)調(diào)整至右上角，并將掃描電壓極性選擇為“－”。）二極管兩端的電壓U的值經(jīng)“X軸放大器”放大后，控制示波器光點(diǎn)在X軸方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電壓由0逐漸增大時(shí)，光點(diǎn)從左邊的原點(diǎn)處向右水平移動(dòng)，光跡的長(zhǎng)度和電壓值成正比。同時(shí)，用流過(guò)二極管的電流I的值（需變換成電壓）經(jīng)“Y軸放大器”放大后，來(lái)控制示波器光點(diǎn)在Y軸方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電流由0 逐漸增大時(shí)，光點(diǎn)由下邊的原點(diǎn)處向上垂直運(yùn)動(dòng)，光跡的長(zhǎng)度和電流成正比。兩者的共同作用就會(huì)使示波器的光點(diǎn)在在屏面上顯示出二極管的伏安特性曲線，并可根據(jù)示波管上的刻度定量讀出電壓、電流的數(shù)據(jù)。

測(cè)試二極管伏安特性曲線時(shí)，儀器工作原理如圖1所示。

（1）將“測(cè)試選擇”開(kāi)關(guān)扳向中間（“關(guān)”），被測(cè)二極管插入測(cè)試臺(tái)左側(cè)“E”和“C”插孔中，這時(shí)二極管沒(méi)有加電；當(dāng)其它選項(xiàng)調(diào)節(jié)好后，再將“測(cè)試選擇”扳向“晶體管A”側(cè)，進(jìn)行加電測(cè)量。

（2）測(cè)試二極管時(shí)，基極“階梯信號(hào)”不起作用。加在被測(cè)二極管上的電壓由“集電極掃描信號(hào)”單元提供。

“集電極掃描信號(hào)”單元輸出的是頻率為100Hz的脈動(dòng)直流電壓，波形如 的正電壓或 的負(fù)電壓，由“極性”旋鈕控制，可選“+”或“－”；電壓的峰值由“峰值電壓范圍”選擇，可選“0～20伏”或“0～200伏”，再由“峰值電壓”旋鈕細(xì)調(diào)，可產(chǎn)生上述范圍之間的任意值。注意：測(cè)量半導(dǎo)體器件一般選擇“0～20”，而“0～200”用來(lái)測(cè)試器件的反向擊穿電壓。“功耗限制電阻”串連在電路中起保護(hù)作用，避免過(guò)大電流流過(guò)被測(cè)管。

測(cè)量二極管時(shí)，調(diào)節(jié)JT-1的“集電極掃描單元”的控制旋鈕，使“極性”為“+”，“峰值電壓范圍”為“0～20V”，“峰值電壓”先旋為“0”，正式測(cè)量時(shí)加大到所需值。 “功耗限制電阻”在測(cè)量大電流二極管時(shí)可選幾Ω或幾十Ω，小電流管可選幾十Ω至幾KΩ。

（3）“X軸作用”用來(lái)選擇X軸放大器的測(cè)量對(duì)象和X軸放大器放大倍數(shù)，當(dāng)扳至“集電極電壓”0.1“伏 [1]

構(gòu)成：

晶體管特性圖示儀主要由集電極掃描發(fā)生器,基極階梯發(fā)生器,同步脈沖發(fā)生器,X軸電壓放大器,Y軸電流放大器,示波 管,電源及各種控制電路等組成. 各組成的主要作用如下:

(1)集電極掃描發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生集電極 掃描電壓,其波形是正弦半波波形,幅值可以調(diào)節(jié), 用于形成水平掃描線.

(2)基極階梯發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生基極階梯 電流信號(hào),其階梯的高度可以調(diào)節(jié),用于形成多條曲 線簇.

(3)同步脈沖發(fā)生器的主要作用,是產(chǎn)生同步脈沖,使掃描發(fā)生器和階梯發(fā)生器的信號(hào)嚴(yán)格 保護(hù)同步.

(4)X軸電壓放大器和Y軸電流放大器的主要作 軸電壓放大器和Y 用,是把從被測(cè)元件上取出的電壓信號(hào)(或電 流信號(hào))進(jìn)行放大,達(dá)到能驅(qū)動(dòng)顯示屏發(fā)光之 所需,然后送至示波管的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)板上,以在屏面上形成掃描曲線.

(5)示波器的主要作用,是在熒屏面上顯示測(cè) 試的曲線圖象.

(6)電源和各種控制電路,電源是提供整機(jī)的能源供給,各種控制電路是便于測(cè)試轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié).