《电子器件》实验讲义

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1、《电子器件》实验讲义目录实验用图示仪测量双极型晶体管的直流参数实验二晶体管开关时间的测量10实验三晶体管特征频率的测量16实验四晶体管基极电阻的测量22实验五晶体管功率增益和噪声系数的测量28实验六双极型晶体管模型参数提取36实验七MOS结构高频C-V特性测试48实验八MOSFET模型参数的提取54实验九发光二极管参数的测量68实验十半导体激光器常用参数的测定（一）74半导体激光器参数测量（二）80实验一用图示仪测量双极型晶体管的直流参数晶体管在电子技术方面具有广泛的应用。在制造晶体管和集成电路

2、以及使用品体管的过程中，都要检测其性能。晶体管输入、输出及传输特性普遍采用直接显示的方法来获得特性曲线，进而可测量各种直流参数。晶体管育流参数测试仪很多，JT・1型晶体管特性图示仪是最常用的一种。本实验的目的是了解JT-1型特性图示仪原理，掌握其使用方法，并用这种仪器进行晶体管直流参数测试及芯片检测，分析晶体管质量，分析晶体管质量，找出失效原因，作为进一步改进器件性能的依据。一、实验原理利用图示仪测试晶体管输出特性曲线的原理如图1所示。图中BG代表被测的晶体管，Rb、Eb构成基极偏流电路。取Eb

3、»Vbe,可使Ib=(Eb-Vbe)/Rb基本保持恒定。在晶体管C-EZ间加入一锯齿波扫描电压，并引入一个小的取样电阻Rc，这样加到示波器上X轴和Y轴的电压分别为Vx=Vce=Vca+Vac=Vca-IcRcVcaVy=-Ic.Rcaoc-Ic图1测试输出特性曲线的原理电路当Ib恒定时，在示波器的屏幕上可以看到一根Ic-Vce的特性曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。为了显示一组在不同Ib的特性曲线簇Ici二①(Ici,VI应该在X轴的锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使Ib也有一个相应的变化，所

4、以应将图1中的Eb改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同的阶梯电压Vbi、Vb2、Vbs…就可对应地提供不同的恒定基极注入电流Ib.Ib2IB3-O只要能使每一阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期，如图2所示，就可以在To时刻扫描出IcO=①(IbO,VQ曲线,在T1时刻扫描出Icl二①(Ibl,V®)曲线…。通常阶梯电压有多少级，就可以相应地扫描出有多少根Ic=©(lb,Vce)输出曲线。JT・1型晶体管特性图示

5、仪是根据上述的基本工作原理而设计的。它由基极正负阶梯信号发生器，集电极正负扫描电压发生器，X轴、Y轴放大器和示波器等部分构成，其组成框图如3所示，详细情况可参考图示仪说明书。IbIbn【B2IbiIbo图3图示仪的组成框图二、实验方法描述晶体管的参数很多，双级型晶体管直流参数的测试主要包括：1・反向漏电流和反向击穿电压的测试将晶体管按规定的引脚插入之后，逐渐加大反向峰值电压，即可观察到晶体管反向伏一安特性曲线，进而可测出反向漏电流的大小。当反向电压增加到某一数值之后，反向电流迅速增大，这就是击穿

6、现象。通常规定晶体管两级之间加上反向电压，当反向漏电流达到某一规定值时所对应的电压值即为反响击穿电压。晶体管的反向漏电流和反向击穿电压有三种情况：（1）Icbo,V（br）cbo：E极开路时C-B之I可的反向漏电流和反向击穿电压；（2）Iebo,V（br）ebo：C级开路吋E・B之间的反向漏电流和反向击穿屯压；（3）Iceo.V（br）ceo：B级开路时C・E之J可的反向漏电流和反向击穿电压；根据这些参数的定义，测试时分别将品体管C、B级，E、B级和C、E级插入图示仪上的插孔C、E,然后加上反向

7、电压，就可进行测量。测试Iceo,V（br）ceo时，也可将晶体管E、B、C同时和图示仪连接，将基极阶梯信号选用“零电流”,在C、E级同时和图示仪连接，将基极阶梯信号选用“零电流”，在C、E级之间加上反向电压进行测量。2•输入阻抗的测试VcE1=0VcE2=5图4晶体管输入特性的测试晶体管的输入特性对于共发射极电路来说是指Ib和Vbe的关系，输入阻抗用hiE表示。以npn管为例，将被测管E、B、C极分别插入图示仪插座空E、B、C,然后加大“峰值电压”，便可得到如图1所示的共发射极组态下的输入特性

8、曲线。共发射极输入阻抗用h】E的定义可表示如下：hiE=aVbe/aIb

9、、任=常数2△Vbf/△IbIvce=常数例如，若要测出当Vbe=5VJb=40uA时的输入阻抗，可以调节“峰值电压”旋钮使Vce=5V,“阶梯选择”置10UA/级，从图25.1右边一根曲线上，可自下而上数到第四个亮点（Q点），就对应于Ib=4X10uA=40uA的一点，然后过Q点作切线，以切线为斜边作直角三角形，即可求岀待测的输入阻抗的数值，不同的Ib对应于不同h】E的值。3.电流增益的测试共发射极电路电流增益的定义如下