电子科技大学 微电子器件实验报告micro-

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1、电子科技大学微电子器件实验报告MICRO-1电子科技大学实验报告（实验）课程名称微电子器件实验一：双极晶体管直流特征的测量学生姓名：学号：201203******指导教师：刘继芝实验地点：211楼605实验时间：2015、6、1/7一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：双极晶体管直流特征的测量三、实验学时：3四、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

2、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。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，

3、即Ri??VBE?IBVCE?常数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；2/7Ri

4、??VBE?IB?VCE?10V0.020.1?10?3?200?.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

5、.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?IC?10mA?IC10hFE??V?10V???I?0.1?100?CE?B?IC?10mA??IC2.2??????110?V?10V??I0.02?CE?Bβ＞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，即得到共射晶体管的转移特性。这种曲线可直接观察β的线性好坏。图1-6共射晶体管输出特性的读测图1-7共射晶体管的转移特性此外，在共

6、射晶体管输出特性曲线中，当IB为某一值时可读测出共射小讯号输出电导g，它是IB为某值时输出曲线的斜率，即g??Ic?VCEIB?常数3/7当接地选择打到“基极接地”，阶梯极性改为负（—），阶梯选择改为2mA/级（这时注入电流以为IE），图示仪上则显示出共基晶体管输出特性，并可读测出?值：??（3）饱和压降VCES和正向压降VBESVCES和VBES是功率管的重要参数，对开关管尤其重要。VCES是共射晶体管饱和态时C—E间的压降。VBES是共射晶体管饱和态时B—E间的压降。一般硅管的VBES=0.7~0.8V，锗管的VBE

7、S=0.3~0.4V。VCES的大小与衬底材料和测试条件有一定的关系。VBES与芯片表面的铝硅接触情况有关，铝硅合金不好，或光刻引线孔时残留有薄氧化层都会导致VBES过大。测试时，晶体管接法仍如图1-4所示。当测试条件为IC=10mA、IB=1mA时，图示仪的旋钮位置如下：峰值电压范围0~50V功耗电阻0.5~1K?极性（集电极扫描）正（+）极性（阶梯）正（+）x轴集电极电压0.05V/度y轴集电极电流1mA/度阶梯信号选择0.1mA/级阶梯信号重复级/族10调峰值电压，使第10级（即第11根）曲线与IC=10mA的线相

8、交，此交点对应的VCE值即为VCES（如图将y轴作用拨至，x轴作用拨至基极电压0.1V/度，即得如图1-9所示的输入特性曲线。此曲线与IB=1mA1-8所示，VCES=0.15V）。的线交点对应的VBE值即为VBES（如图1-9所示，VBES=0.78V）。ICIEVCB?常数图1-8VCES的测量图1-9VBES的