晶體管特性圖示儀.ppt

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1、章節(jié)目錄7.1晶體管特性圖示儀簡介7.2晶體管特性圖示儀的應(yīng)用7.3實(shí)訓(xùn)1第7章晶體管特性圖示儀本章要點(diǎn)晶體管特性圖示儀的組成及原理框圖晶體管特性曲線的測(cè)量方法用晶體管特性圖示儀測(cè)量二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)管27.1晶體管特性圖示儀簡介晶體管特性圖示儀是利用電子掃描的原理，在示波管的熒光屏上直接顯示半導(dǎo)體器件特性的儀器。它可以直接觀測(cè)器件的靜態(tài)特性曲線和參數(shù)；它還可以迅速比較2個(gè)同類晶體管的特性，以便于挑選配對(duì)。它還可以用它來測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)晶體管及光電耦合器件的特性與參數(shù)。37.1.1晶體管特性圖示儀

2、的組成及框圖原理1．晶體管特性圖示儀的組成晶體管特性圖示儀主要是由階梯波信號(hào)源、集電極掃描電壓發(fā)生器、工作于X—Y方式的示波器、測(cè)試轉(zhuǎn)換開關(guān)以及附屬電路等組成的儀器。測(cè)試時(shí)階梯信號(hào)源為被測(cè)晶體管提供偏置電壓；集電極掃描電壓發(fā)生器用于供給所需的集電極掃描電壓；示波器用于顯示晶體管特性曲線；開關(guān)及附屬電路的作用是為了測(cè)試晶體管與參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換。42．晶體管特性圖示儀的框圖2.晶體管特性圖示儀的原理框圖如圖7-1所示。圖7-1晶體管特性圖示儀結(jié)構(gòu)框圖22頁27頁5（1）階梯波發(fā)生器階梯波電壓產(chǎn)生

3、的基本方法如圖7-2a負(fù)脈沖出現(xiàn)時(shí)開關(guān)管VT1截止，VT1輸出階梯波電壓U1；當(dāng)負(fù)脈沖過去，VT1導(dǎo)通，輸出電壓U0=0，結(jié)果就可以形成脈沖階梯波電壓U0，如圖7-2b所示。UT1是形成階梯波電壓的同步信號(hào)，Up的重復(fù)周期等于一級(jí)階梯的持續(xù)時(shí)間τ。利用VT1的開關(guān)作用，使UP脈沖的寬度tD可調(diào)。通常用占空比來定量脈沖的寬度：下面分析基極階梯信號(hào)源、集電極電壓發(fā)生器各部分電路的工作原理。6圖7-2階梯波電壓形成方法(a)(b)7占空比=×100％式(3-1)占空比在(10～40％)連續(xù)可調(diào)。很顯然

4、，當(dāng)占空比為100％時(shí)，脈沖階梯波就變成了一般階梯波。8圖7-3階梯波產(chǎn)生電路階梯波產(chǎn)生電路9如圖7-3所示波形合成法階梯波產(chǎn)生電路電路中，100Hz的正弦．全波整流電壓與集電極掃描電壓同步。經(jīng)脈沖形成電路得到100Hz的脈沖電壓，將此脈沖電壓加到三個(gè)觸發(fā)器組成的分頻器(即為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器)，則其輸出即是T1:T2:T3＝1:2:4的三個(gè)方波電壓。再將三個(gè)方波電壓分別加到開關(guān)管VT1、VT2、VT3的基極。當(dāng)方波電壓為0V時(shí)，開關(guān)管截止；當(dāng)方波電壓為負(fù)半周時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通。則三個(gè)開關(guān)管中的電流波形與

5、加到三個(gè)開關(guān)管基極的方波電壓波形類似。10IC1、IC2、IC3方波波形的周期比為1:2:4。接在三個(gè)開關(guān)管集電極的電阻為RCl:RC2:RC3=4:2:1三個(gè)方波電流的振幅比為IC1:IC2:IC3=1:2:4。電流合成管VT4的集電極電流IC4=IC1+IC2+IC3。由串聯(lián)在VT4管集電極的電阻RC4，將階梯電流轉(zhuǎn)變成階梯波電壓的形式輸出。其波形變換如圖7-4所示，利用三個(gè)不同周期的方波T1、T2、T3相加而得。此時(shí)Tl:T2:T3=l:2:4，幅度為U1:U2:U3=1:2:4。11圖7

6、-4階梯波合成波形12階梯波放大電路階梯波放大器實(shí)際上是一個(gè)電壓——電流轉(zhuǎn)換電路；它的作用是將階梯波電壓轉(zhuǎn)換成為不受負(fù)載變化影響的恒定階梯波電流。圖7-5是一種電壓一電流變換電路，A1為對(duì)稱輸入、單端輸出的主放大器電路。接在反饋電路中的放大器A2，實(shí)際接成電壓跟隨器形式，即U3=U’。電壓跟隨器A2的輸入阻抗很高，能減少反饋電阻對(duì)輸出階梯電流的影響，起著緩沖或隔離級(jí)的作用。13圖7-5階梯波放大電路14把放大器A1當(dāng)作一理想運(yùn)算放大器(即A1=∞)，根據(jù)對(duì)理想運(yùn)算放大器的分析，其輸出電壓為：式3

7、-2式3-315設(shè)運(yùn)算放大器的輸入阻抗為無窮大，由輸出電路得U0=（R3+RL）I0式3-5根據(jù)上面的公式我們可以得到：式3-4將U2代入3-2式得：16從上式可知，I0與負(fù)載RL無關(guān)，式中負(fù)號(hào)表示輸入電壓Ui為正階梯波時(shí)，輸出電流為負(fù)階梯波。R1、R2取為固定值的電阻，可改變R3來調(diào)節(jié)電流幅值/級(jí)。因此R3是步進(jìn)可變的mA/級(jí)選擇開關(guān)。為使輸出電流I0與RL無關(guān)，應(yīng)使I0應(yīng)為：選擇，17從上式可知，I0與負(fù)載RL無關(guān)，式中負(fù)號(hào)表示輸入電壓Ui為正階梯波時(shí)，輸出電流為負(fù)階梯波。R1、R2取為固定

8、值的電阻，可改變R3來調(diào)節(jié)電流幅值/級(jí)。因此R3是步進(jìn)可變的mA/級(jí)選擇開關(guān)。18（2）集電極掃描電壓發(fā)生器作用是供給測(cè)試電路所需的集電極掃描電壓。由電源變壓器、全波整流電路和極性轉(zhuǎn)換開關(guān)所組成的。市電交流220V電壓經(jīng)電源變壓器降壓后全波整流而得到的100Hz單向脈動(dòng)電壓。它與基極階梯信號(hào)同時(shí)由50Hz電源而得到，能夠保證兩者之間同步工作。利用開關(guān)改變掃描電壓的正負(fù)極性，用來以滿足對(duì)集電極不同電壓極性的要求，如PNP型或NPN型晶體管；集電極掃描電壓大小的調(diào)整是通過改變電源變壓器次級(jí)繞組的抽頭