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微电子器件实验指导书

微电子技术教学部编写

光电工程学院

微电子技术教学部

2004年2月

一．实验的地位、作用和目的：

《微电子器件实验》课是微电子学与固体电子学专业本科教学中的重要教学实践环节。目的是帮助学生理解课堂上学到的基本原理和知识，并掌握晶体管基本参数的测量方法，提供实际动手能力，以适应社会的需求。

基本原理及课程简介：

微电子器件课程讲述了基本的半导体器件BJT、JFET、MOSFET的物理结构和工作原理，它主要针对半导体器件的主要电参数讲述其测量方法和原理。它包含了三个实验：双极晶体管击穿特性测试、双极晶体管直流放大特性测试、晶体管特征频率的测量。

二．实验方式及基本要求

1.教师在课堂上讲解实验的基本原理、仪器使用、测试内容及实验要求，交代实验注意事项。

2.学生分4人一组进行实验，要求必须自己动手做实验，然后独立完成实验报告。

三．实验考核及实验报告：

1．学生在做完一个实验后，需要独立处理实验数据，认真写实验报告（内容包含实验原理、实验步骤和实验结果），在做实验前还必须预习；

2．实验指导教师根据学生实验完成情况及实验报告情况打分，然后综合各次实验给出最后考核成绩。

编著者：杨虹、唐政维、冯世娟

试验一测量双极晶体管的直流放大特性

试验目的

1．学习晶体管特性图式仪的使用。

2．测量晶体管的值。

实验原理

1．双极晶体管的电流放大作用

当晶体管处于有源放大区（发射结正偏，集电结反偏）时，其电流的组成为：

图一晶体管中的各种电流成分

其中

。

我们定义：，共基极直流电流增益。总是小于1（应尽量接近1）。

。

定义：，共射极直流电流增益。（越大表明电流传输过程中的损失越小）

。

2．测量值

由共射极输出特性曲线

（随着增加，集电极电流按的规律增加）

测试电路如图。

图二IC~VCE特性测试原理图

晶体管特性图示仪的使用

对于某晶体管，接上晶体管特性图示仪后，调节VC和Ib可得到特性曲线。

QT—2型晶体管特性图示仪面板介绍。

图三集电极扫描电源图四电源与显示部分

电源开关K—1：为电源通断控制（图四—1）

聚焦W11—3：为示波管亮度控制（图四—4）

X/Y移位W1—106（6）：用于调整图形在屏幕上的横/纵向位置（图六—3）

X/Y方式K1—101（1）：置于测量时，可根据电流（电压）/度进行显示（图六—2）

电压（流）/度K3（3）—1：用于调整X/Y轴每格表示的电压/电流值（图六—1）

图五基极阶梯信号图六Y轴偏转显示部分图七测试选择及其他部分

电压档级开关K8—1：用于调节加到集电极的电压的最大值的范围（图三—1）

峰值电压极性CZ8—1、2：用于切换该电源的极性以适应不同的晶体管（图三—6）

峰值电压B8—1：在峰值电压范围确定之后，用于更进一步确定峰值电压值（图三—3）

功耗限制电阻K8—6：用于串接在集电极上防止超过功耗（图三—4）

阶梯作用K4—2：重复、单次、关断三种方式的切换（图五—8）

阶梯幅度/级K7—1：用于选择阶梯幅度（图五—1）

阶梯信号输入K7—3：用于切换三种方式，开路、对地短路和正常输入（图五—7）

阶梯调零W6—1：调节整个阶梯起始电平（图五—5）

阶梯信号串联电阻K7—2：用于选择串联在基极的电阻阻值（图五—2）

阶梯级/簇W4—5：用于调节阶梯信号的级数（图五—6）

测试选择K8—5：用于测试时的具体操作（图七—1）

测试极性K6—1：在NPN、PNP统一控制的基础上使阶梯信号的极性进行单独控制（图七—6）

F/B/H型测试盒：用于测试不同的晶体管（图七—2为插孔）

实验内容及步骤

1．开启电源，调节辉度聚焦、辅助聚焦及标尺亮度，阶梯调零。

2．根据集电极基极的极性将测试选择开关置于NPN，并将极性开关置于常态。

3．被测试管的CBE按规定进行连接。

4．将Y/X置于合适的电流/电压档级。

5．集电极电压按照要求值进行调节，并使在左下方（NPN）的零点开始。

6．选择合适的阶梯幅度/级开关，合适的功耗限制电阻。

7，对所显示的IC~VCE曲线，进行调节，并读数。

实验报告

1．绘出特性图。

2．计算晶体管的值。

思考题

可否用晶体管特性图示仪调出Ic~Ib特性曲线？

实验二晶体管特征频率的测量

实验目的

1．了解晶体管特征频率的重要性。

2．学会使用频率特性测试仪。

实验原理

我们使用晶体管，希望它有一定的放大能力。

对共射来说，有，其中为小信号下的电流增益。

，其中为共射截止频率。

当升高时，会下降。

定义当下降为1时的频率为特征频率。此时