电子测量技术（主编田华、刘斌、袁振东 第二版 西安电子科大版）课件：第4章 电子元器件与集成电路测量03.pptVIP

4.2　半导体二极管、 三极管与场效应管的测量4.2.1　半导体二极管的测量　　1. 二极管的特性、种类与参数 　　单向导电性是二极管的根本特性。由于制作材料和使用性能的差异，二极管的种类很多， 典型的有开关二极管、整流二极管、检波二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管等。决定二极管作用的主要参数如下：　　(1) 最大整流电流IFM。在此电流下二极管可以长期正常工作，超过此电流时，二极管的PN结会发热并造成损坏。 　　 　　(2) 最大反向工作电压URM。它是指二极管在电路中工作时容许承受的最大反向电压，超过此电压时二极管容易被击穿，造成永久性损坏。　　(3) 反向电流IR。它是指二极管处于正常的反向工作电压下产生的反向电流。反向电流越小，表明二极管的反向特性越好。反向电压与反向电流之比称为反向电阻。 　　(4) 导通电阻。在二极管的两端施加合适的正向直流电压使其导通，这时该电压与流过二极管的电流之比称为导通电阻。正常二极管的正向导通电阻为几十到几千欧姆。 　　(5) 极间电容。二极管是点或面接触型器件，两极之间存在电容效应。二极管在交流电压下工作时，极间电容会影响其交流阻抗。 　　2. 二极管的测量　　1) 用模拟万用表测量 　　通常万用表的红表笔置于面板上“+”端口，黑表笔置于“-”端口。万用表在欧姆挡工作，由表内电池提供电源，“－”端对应电池正端，“+”端对应电池负端。内部电池这样设计,是为了保证在电阻测量时流入万用表的电流与进行电压或电流测量时相同。用模拟万用表测量二极管的等效电路如图4.17所示。 图4.17　用模拟万用表测量二极管 　　2) 用数字万用表测量 　一般的数字万用表都有二极管测试挡，例如VC9801A等。与模拟万用表测量二极管根本不同，它将二极管作为一个分压器来检测，当二极管的正、负极与数字万用表红、黑表笔相接时，二极管正向导通，万用表指示出二极管的正向导通电压。若将数字万用表的表笔对调，则二极管不导通，万用表上显示的电压值为2.8 V。 　　3) 用通用仪表与适配电路测量 　　对于二极管的一些重要属性，万用表是无法测量的，而专用测试仪表通常又很昂贵。因此可以设计一些适应性电路与通用仪表相结合，来解决二极管测量的大多数问题，如图4.18所示。 图4.18　用通用仪表测二极管 　　4) 用晶体管图示仪测量 　　晶体管特性图示仪不仅可以测量二极管的大多数参数，而且能够以图形的形式展示二极管的正向伏安特性曲线。 4.2.2　晶体三极管的测量 　　晶体三极管是一种内部有两个相互关联的PN结，外部具有三个引脚的半导体器件。通常情况下，三极管的基极与发射极之间的PN结总是处于正向偏置状态，而集电极与发射极之间的PN结处于反向偏置的状态。基极电流的少许变化会引起集电极电流的很大变化。这一特性使其在电子电路中得到了广泛应用。 　　1. 三极管的特征、类型与参数　　在满足一定的条件时，对小信号输入电流进行线性放大，或者控制大信号(开关信号)的传递，是三极管的基本特征。 　　三极管有多种类型，从制作材料来分，有锗三极管和硅三极管；从PN结构来分，有PNP型管和NPN型管；从消耗功率来分，有小功率、中功率和大功率三极管；从工作频率来分，有低频三极管、高频三极管和超高频三极管；从工作电压来分，有低反压三极管和高反压三极管；从工作特性来分，有普通三极管与开关三极管等。 　　三极管的电参数很多。一类是运用参数，表明三极管在一般工作时的特性，主要有直流放大系数　和交流放大系数b。前者表示三极管集电极电流ICQ与基极直流电流IBQ的比值，后者表示三极管集电极电流的变化量ΔIC与基极电流变化量ΔIB的比值。另一类是极限参数，表明三极管的安全使用范围。典型的有反向击穿电压U(BR)CE、集电极最大允许电流ICM、集电极最大允许耗散功率PCM。这些参数可以通过晶体管手册查找或使用晶体管图示仪进行测量。 　　2. 三极管的测量 　　1) 用万用表测量 　　模拟万用表常用来判定三极管的引脚和好坏。具体方法是，选定万用表欧姆挡，一般为“×1 kΩ”挡，对三极管的三个极两两配对测试其电阻，对于正常的三极管必能测出有一极对其他两极的导通电阻都很小，此极即为三极管的基极，而且也确定了三极管是PNP型还是NPN型。在确定三极管的基极与类型之后即可判断区分三极管的集电极与发射极，如NPN型三极管，可按图4.19来判定三极管的集电极与发射极。 图4.19　用万用表判定三极管的c、e极 　　首先假定其中一个是集电极，则另一个是发射极。如果实际的电极与假定一致，在断开与接入基极电阻的瞬间，万用表的指针会发生明显的摆动；反之，在发射极与集电极倒置的情况下，万用表的指针摆动幅度极小，因为偏置电压不符