晶体管特性图示仪工作原理

下面以使用本仪器测试“晶体二极管伏安特性”和“晶体三极管输出特性”为例，介绍仪器的工作原理。

1．二极管伏安特性的测试原理

流过二极管的电流I和二极管两端电压U的函数关系称为“二极管伏安特性”。本仪器通过显示“伏安特性曲线”来定量显示被测二极管的“伏安特性”。由二极管伏安特性曲线（正向区）可知，当我们将二极管两端的电压U由0逐渐增大时，二极管中的电流I会按照“二极管方程”的规律逐渐增大。

二极管方程式中：在环境温度为300K时，UT≈26mV 。

将这一过程重复进行称为“电压扫描”。根据特性曲线所在的象限，用本仪器“X轴作用”和“Y轴作用”的“移位”旋钮调整扫描的原点在示波器屏幕的左下角或右上角。当测量二极管正向特性曲线时，由于曲线位于*象限，所以应将原点调整至屏幕左下角。（而反向特性曲线位于第三象限，应将原点调整至右上角，并将扫描电压极性选择为“－”。）二极管两端的电压U的值经“X轴放大器”放大后，控制示波器光点在X轴方向的运动。当电压由0逐渐增大时，光点从左边的原点处向右水平移动，光迹的长度和电压值成正比。同时，用流过二极管的电流I的值（需变换成电压）经“Y轴放大器”放大后，来控制示波器光点在Y轴方向的运动。当电流由0 逐渐增大时，光点由下边的原点处向上垂直运动，光迹的长度和电流成正比。两者的共同作用就会使示波器的光点在在屏面上显示出二极管的伏安特性曲线，并可根据示波管上的刻度定量读出电压、电流的数据。

测试二极管伏安特性曲线时，仪器工作原理如图1所示。

（1）将“测试选择”开关扳向中间（“关”），被测二极管插入测试台左侧“E”和“C”插孔中，这时二极管没有加电；当其它选项调节好后，再将“测试选择”扳向“晶体管A”侧，进行加电测量。

（2）测试二极管时，基极“阶梯信号”不起作用。加在被测二极管上的电压由“集电极扫描信号”单元提供。

“集电极扫描信号”单元输出的是频率为100Hz的脉动直流电压，波形如 的正电压或 的负电压，由“极性”旋钮控制，可选“+”或“－”；电压的峰值由“峰值电压范围”选择，可选“0～20伏”或“0～200伏”，再由“峰值电压”旋钮细调，可产生上述范围之间的任意值。注意：测量半导体器件一般选择“0～20”，而“0～200”用来测试器件的反向击穿电压。“功耗限制电阻”串连在电路中起保护作用，避免过大电流流过被测管。

测量二极管时，调节JT-1的“集电极扫描单元”的控制旋钮，使“极性”为“+”，“峰值电压范围”为“0～20V”，“峰值电压”先旋为“0”，正式测量时加大到所需值。 “功耗限制电阻”在测量大电流二极管时可选几Ω或几十Ω，小电流管可选几十Ω至几KΩ。

（3）“X轴作用”用来选择X轴放大器的测量对象和X轴放大器放大倍数，当扳至“集电极电压”0.1“伏 [1]

构成：

晶体管特性图示仪主要由集电极扫描发生器,基极阶梯发生器,同步脉冲发生器,X轴电压放大器,Y轴电流放大器,示波 管,电源及各种控制电路等组成. 各组成的主要作用如下:

(1)集电极扫描发生器的主要作用,是产生集电极 扫描电压,其波形是正弦半波波形,幅值可以调节, 用于形成水平扫描线.

(2)基极阶梯发生器的主要作用,是产生基极阶梯 电流信号,其阶梯的高度可以调节,用于形成多条曲 线簇.

(3)同步脉冲发生器的主要作用,是产生同步脉冲,使扫描发生器和阶梯发生器的信号严格 保护同步.

(4)X轴电压放大器和Y轴电流放大器的主要作 轴电压放大器和Y 用,是把从被测元件上取出的电压信号(或电 流信号)进行放大,达到能驱动显示屏发光之 所需,然后送至示波管的相应偏转板上,以在屏面上形成扫描曲线.

(5)示波器的主要作用,是在荧屏面上显示测 试的曲线图象.

(6)电源和各种控制电路,电源是提供整机的能源供给,各种控制电路是便于测试转换和调节.