微电子器件试验-双极型晶体管直流特性的测量.docxVIP

电子科技大学 微固 学院标 准 实 验 报 告（实验）课程名称 微电子器件 电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：张有润实验地点：211楼605 实验时间：2017.6.12一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：双极型晶体管直流特性的测量三、实验学时：3四、实验原理：1、如图1所示，晶体管特征图示仪提供Vce的锯齿波扫描电压和Ib的阶梯变化，且两者一一对应，便产生Ib从Ib0、Ib1、Ib2等Vce从零到最大值的曲线族。从而测量晶体管的直流特性。基本测试原理电路如图2所示，测试时用逐点测试的方法把一条条的曲线描绘出来。图1图22、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，如图3，输入电压和输入电流之比为Ri，即：图33、输出特性曲线、β和hFEβ、hFE也可用共射晶体管的转移特性进行测量。这种曲线可直接观察β的线性好坏。4、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VBES =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。5、反向击穿电压BVCBO、BVCEO和BVEBO外延片制作的双极晶体管的反向击穿电压VB（一般指BVCEO或BVCBO）既与外延层电阻率ρ有关，也与结的曲率半径和表面状况等因素有关。当高阻集电区厚度Wc小于BVCBO所对应的势垒宽度XmB时，VB还与WC有关。所以提高晶体管反向耐压可采取提高ρ、WC，减小二氧化硅中表面电荷密度，采用圆角基区图形，深结扩散、甚至采用台面结构、扩展电极或加电场限制环等措施。BVCBO是共基晶体管在发射极开路时输出端C—B间的反向击穿电压。BVCEO是共射晶体管在基极开路时输出端C—E间的反向击穿电压。晶体管手册中（或实际测试中）的规定为： BVCBO——发射极开路，集电极电流为规定值时，C—B间的反向电压值。BVCEO——基极开路， 集电极电流为规定值时，C—E间的反向电压值。BVEBO——集电极开路，发射极电流为规定值时，E—B间的反向电压值。五、实验目的：1、学会识别常用的分立器件的三极管的引脚。2、掌握晶体管特征图示仪的工作原理。3、能熟练地运用其对双极晶体管的直流特性进行测试。六、实验内容：1、输入特性曲线和输入电阻Ri2、输出特性曲线、β和hFE3、饱和压降VCES和正向压降VBES4、反向击穿电压BVCBO、BVCEO和BVEBO七、实验器材（设备、元器件）：晶体管特征图示仪，9013NPN双极晶体管八、实验步骤：1、开启电源，预热5分钟，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”使显示清晰。2、识别晶体管的管脚，按实验方法进行实验操作。 3、测试输入特性曲线和输入电阻Ri：测晶体管在VCE=10V时某一工作点Q的Ri值。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4所示。图4晶体管的输入特性曲线4、测试输出特性曲线、β和hFE测试晶体管输出特性曲线时，旋钮设置如下：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1V/度y轴作用电流0.1mA/度阶梯作用重复阶梯选择 0.1mA/级5、测试饱和压降VCES和正向压降VBES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