半导体三极管性能测试.doc

实验二 半导体三极管性能测试 一、实验目的 熟悉常用三极管器件的外形及参数标注； 学会用万用表简易判断三极管性能好坏； 学会用半导体管特性图示仪测试三极管特性。 二、测试原理与方法 1．万用表判别三极管管脚与质量 可以把半导体三极管的结构看作是两个背靠背的PN结，对NPN型来说基极是两个PN结的公共阳极，对PNP型管来说基极是两个PN结的公共阴极，分别如图2-1所示。 （a）NPN型 　　　　 　　　　 （b）PNP型 图2－1 晶体三极管结构示意图 （1）管型与基极的判别 指针式万用表置电阻档，量程选1K档（或R×100），将万用表任一表笔先接触某一个电极—假定的公共极，另一表笔分别接触其他两个电极，当两次测得的电阻均很小（或均很大），则前者所接电极就是基极，如两次测得的阻值一大、一小，相差很多，则前者假定的基极有错，应更换其他电极重测。 根据上述方法，可以找出公共极，该公共极就是基极B，若公共极是阳极，该管属NPN型管，反之则是PNP型管。 （2）发射极与集电极的判别 为使三极管具有电流放大作用，发射结需加正偏置，集电结加反偏置。如图2－2所示。 （a）　NPN型　　 　(b)PNP型 图2－2　三极管的偏置情况 当三极管基极B确定后，便可判别集电极C和发射极E，同时还可以大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数?的大小。 以PNP型管为例，若用红表笔（对应表内电池的负极）接集电极C，黑表笔接E极，（相当C、E极间电源正确接法），如图2-3所示，这时万用表指针摆动很小，它所指示的电阻值反映管子穿透电流ICEO的大小（电阻值大，表示ICEO小）。如果在C、B间跨接一只RB＝100K电阻，此时万用表指针将有较大摆动，它指示的电阻值较小，反映了集电极电流IC＝ICEO＋?IB的大小。且电阻值减小愈多表示?愈大。如果C、E极接反（相当于C-E间电源极性反接）则三极管处于倒置工作状态，此时电流放大系数很小（一般＜1）于是万用表指针摆动很小。因此，比较C-E极两种不同电源极性接法，便可判断C极和E极了。同时还可大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数β的大小，如万用表上有hFE插孔，可利用hFE来测量电流放大系数β。 图2-3　晶体三极管集电极C、发射极 2．半导体管特性图示仪测量三极管特性 半导体管特性图示仪是测量半导体器件性能的专用仪器，由于采用交流信号作测试信号，其测量结果与器件的实际工作状态较吻合，能提供合乎实际的性能参数。 （1）NPN型三极管的测量 以NPN型高速开关管3DK2A为例，说明三极管的测量方法。3DK2A的参数指标如表2-1所示。 表2-1 3DK2A的参数指标 项目 hFE ICB0（μA） ICEO（μA） BUCEO（V） UCE（sat）（V） ICM（mA） PCM（mw） 测度 条件 IC=10mA VC=1V UCB=10V UCE=10V ICE=200μA IB=1mA IC=10mA 规范 ≥30 ≤0.1 ≤0.1 ≥20 ≤0.35 30 200 hFE和β的测量 测量时，将屏幕上的光点移至左下角，对阶梯信号调零，将图示仪面板上的有关开关、旋钮置于如下位置： “峰值电压范围” 0～10V “集电极电源极性” + “功耗限制电阻” 50Ω Y—“电流/度” IC 1mA/度 X—“电压/度” UCE 0.2V/度 阶梯“重复-关” 重复 “阶梯极性” + 阶梯“电压—电流/级” 20μA/级 先将“级/簇”旋钮旋至适中位置；三极管按图2-4连接，逐渐增大峰值电压，则屏幕上将显示出一簇输出特性曲线，再调节“级/簇”旋钮使屏幕上在IC=10mA附近存在曲线。hFE是三极管直流电流放大系数，其定义是在规定的UCE和IC条件下，集电极电流IC与基极电流IB之比，即 因此，根据测试条件，从曲线簇中读出UCE=1.0V、IC=10mA所对应的IB值，按上式计算即可求得 。 图2-4二极管的连接 β是三极管的交流电流放大系数，其定义是在规定的UCE条件下，集电极电流的变化量ΔIC与基极电流的变化量ΔIB之比，即 交流电流放大系数β的大小与工作点有关，因此，测得β时要在规定的工作点Q附近进行。 两管输出特性的比较 将“电压/度”改置为0.5V/度，其余各开关、旋钮仍按上述设置，将待比较的两只三极管按图2-4连接，按下测试台上的“二簇”按键开关，则屏幕上将显示出两只被测管的输出特性曲线，由此可实现对两管输出特性的比较。 饱和压降的测量 被测管仍按