电子测量技术教案《7》.ppt

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1、章节目录7.1晶体管特性图示仪简介7.2晶体管特性图示仪的应用7.3实训1第7章晶体管特性图示仪本章要点晶体管特性图示仪的组成及原理框图晶体管特性曲线的测量方法用晶体管特性图示仪测量二极管、三极管和场效应管27.1晶体管特性图示仪简介晶体管特性图示仪是利用电子扫描的原理，在示波管的荧光屏上直接显示半导体器件特性的仪器。它可以直接观测器件的静态特性曲线和参数；它还可以迅速比较2个同类晶体管的特性，以便于挑选配对。它还可以用它来测试场效应晶体管及光电耦合器件的特性与参数。37.1.1晶体管特性图示仪的组成及框图原理1．晶体管特性图示仪的组成晶体管特性图示仪主要是由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生

2、器、工作于X—Y方式的示波器、测试转换开关以及附属电路等组成的仪器。测试时阶梯信号源为被测晶体管提供偏置电压；集电极扫描电压发生器用于供给所需的集电极扫描电压；示波器用于显示晶体管特性曲线；开关及附属电路的作用是为了测试晶体管与参数，实现电路的转换。42．晶体管特性图示仪的框图2.晶体管特性图示仪的原理框图如图7-1所示。图7-1晶体管特性图示仪结构框图22页27页5（1）阶梯波发生器阶梯波电压产生的基本方法如图7-2a负脉冲出现时开关管VT1截止，VT1输出阶梯波电压U1；当负脉冲过去，VT1导通，输出电压U0=0，结果就可以形成脉冲阶梯波电压U0，如图7-2b所示。UT1是形成阶梯波电压

3、的同步信号，Up的重复周期等于一级阶梯的持续时间τ。利用VT1的开关作用，使UP脉冲的宽度tD可调。通常用占空比来定量脉冲的宽度：下面分析基极阶梯信号源、集电极电压发生器各部分电路的工作原理。6图7-2阶梯波电压形成方法(a)(b)7占空比=×100％式(3-1)占空比在(10～40％)连续可调。很显然，当占空比为100％时，脉冲阶梯波就变成了一般阶梯波。8图7-3阶梯波产生电路阶梯波产生电路9如图7-3所示波形合成法阶梯波产生电路电路中，100Hz的正弦．全波整流电压与集电极扫描电压同步。经脉冲形成电路得到100Hz的脉冲电压，将此脉冲电压加到三个触发器组成的分频器(即为二进制计数器)，则

4、其输出即是T1:T2:T3＝1:2:4的三个方波电压。再将三个方波电压分别加到开关管VT1、VT2、VT3的基极。当方波电压为0V时，开关管截止；当方波电压为负半周时，开关管导通。则三个开关管中的电流波形与加到三个开关管基极的方波电压波形类似。10IC1、IC2、IC3方波波形的周期比为1:2:4。接在三个开关管集电极的电阻为RCl:RC2:RC3=4:2:1三个方波电流的振幅比为IC1:IC2:IC3=1:2:4。电流合成管VT4的集电极电流IC4=IC1+IC2+IC3。由串联在VT4管集电极的电阻RC4，将阶梯电流转变成阶梯波电压的形式输出。其波形变换如图7-4所示，利用三个不同周期的

5、方波T1、T2、T3相加而得。此时Tl:T2:T3=l:2:4，幅度为U1:U2:U3=1:2:4。11图7-4阶梯波合成波形12阶梯波放大电路阶梯波放大器实际上是一个电压——电流转换电路；它的作用是将阶梯波电压转换成为不受负载变化影响的恒定阶梯波电流。图7-5是一种电压一电流变换电路，A1为对称输入、单端输出的主放大器电路。接在反馈电路中的放大器A2，实际接成电压跟随器形式，即U3=U’。电压跟随器A2的输入阻抗很高，能减少反馈电阻对输出阶梯电流的影响，起着缓冲或隔离级的作用。13图7-5阶梯波放大电路14把放大器A1当作一理想运算放大器(即A1=∞)，根据对理想运算放大器的分析，其输出电

6、压为：式3-2式3-315设运算放大器的输入阻抗为无穷大，由输出电路得U0=（R3+RL）I0式3-5根据上面的公式我们可以得到：式3-4将U2代入3-2式得：16从上式可知，I0与负载RL无关，式中负号表示输入电压Ui为正阶梯波时，输出电流为负阶梯波。R1、R2取为固定值的电阻，可改变R3来调节电流幅值/级。因此R3是步进可变的mA/级选择开关。为使输出电流I0与RL无关，应使I0应为：选择，17从上式可知，I0与负载RL无关，式中负号表示输入电压Ui为正阶梯波时，输出电流为负阶梯波。R1、R2取为固定值的电阻，可改变R3来调节电流幅值/级。因此R3是步进可变的mA/级选择开关。18（2）

7、集电极扫描电压发生器作用是供给测试电路所需的集电极扫描电压。由电源变压器、全波整流电路和极性转换开关所组成的。市电交流220V电压经电源变压器降压后全波整流而得到的100Hz单向脉动电压。它与基极阶梯信号同时由50Hz电源而得到，能够保证两者之间同步工作。利用开关改变扫描电压的正负极性，用来以满足对集电极不同电压极性的要求，如PNP型或NPN型晶体管；集电极扫描电压大小的调整是通过改变电源变压器次级绕组的抽头