微电子器件实验指导 实验1--4 双极型晶体管特性的测量与分析---晶体管特征频率的测量.doc

实验一双极型晶体管特性的测量与分析

一前言

双极晶体管是最重要的分立器件，是双极集成电路的基础，其特性的测量与分析是基本的实验技能。通常用半导体管特性图示仪来完成这一工作。半导体管特性图示仪是能直接显示半导体各种特性曲线和直接读出被测管各项参数的测试仪器。它还能显示和测量多种半导体和集成电路的特性和参数，具有显示直观，读测简便和使用灵活等优点。

要测定共射晶体管的输出特性，其基本测试原理电路如图1-1所示，测试时用逐点测试的方法把一条条的曲线描绘出来如图1-2。如果用半导体管特性图示仪，则可以把这组曲线直接显示出来。

图1-1共射晶体管接法图1-2共射晶体管输出特性曲线

半导体管特性图示仪既能较全面地检测半导体管的各种参数，又能显示半导体管的特征曲线。具有价格便宜，性能稳定等优点，是检测半导体管特性和参数的常用仪器。

本实验要求：

（1）了解XJ4810半导体管特性图示仪的基本原理方框图及每部分的作用。

（2）了解被测管各项参数的定义及读测方法。

（3）掌握晶体管特性常见缺陷及其产生原因。

二实验原理

1．XJ4810半导体管特性图示仪的基本原理方框图

XJ4810图示仪的基本原理方框图如图1-3所示。其各部分的作用如下。

（1）基极阶梯信号发生器提供必须的基极注入电流。

（2）集电极扫描电压发生器提供从零开始、可变的集电极电源电压。

（3）同步脉冲发生器用来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步，以便正确而稳定地显示特性曲线（当集电极扫描电压直接由市电全波整流取得时，同步脉冲发生器可由50Hz市电代替）。

（4）测试转换开关是用于测试不同接法和不同类型晶体管的特性曲线和参数的转换开关。

（5）放大和显示电路用于显示被测管的特性曲线。

（6）电源（图中未画出）为各部分电路提供电源电压。

如需更深入了解XJ4810图示仪的原理和电路，请参阅XJ4810图示仪使用说明和资料[1]。

图1-3XJ4810图示仪的原理方框图

2．读测方法（以3DG6npn管为例）

（1）输入特性曲线和输入电阻Ri

在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输入电压和输入电流之比为Ri，即

它是共射晶体管输入特性曲线斜率的倒数。例如需测3DG6在VCE=10V时某一工作点Q的Ri值，晶体管接法如图1-4所示。各旋钮位置为：

峰值电压范围0~10V

极性（集电极扫描）正（+）

极性（阶梯）正（+）

功耗限制电阻 0.1~1kΩ（适当选择）

x轴作用电压0.1V/度

y轴作用

阶梯作用重复

阶梯选择0.1mA/级

测试时，在未插入样管时先将x轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V，然后插入样管，将x轴作用扳到电压0.1V/度，即得VCE=10V时的输入特性曲线。这样可测得图1-5；

图1-4晶体管接法图1-5晶体管的输入特性曲线

（2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、hFE、

在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输入电流增量之比为共射晶体管交流电流放大系数β。在共射电路中，输出端短路时，输出电流和输入电流之比为共射晶体管直流电流放大系数hFE。晶体管接法如图1-4所示。旋钮位置如下：

峰值电压范围0~50V

极性（集电极扫描）正（+）

极性（阶梯）正（+）

功耗限制电阻0.1~1k

x轴集电极电压2V/度

y轴集电极电流2mA/度

阶梯选择0.02mA/级

阶梯作用重复

调节峰值电压得到图1-6所示共射晶体管输出特性曲线。并可读得

β＞hFE主要是因为基区表面复合等原因导致小电流β较小造成的。β、hFE也可用共射晶体管的转移特性图1-7进行测量。只要将上述的x轴作用开关拨至