




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、微電子器件原理雙極型晶體管特性的測(cè)量與分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書通信工程學(xué)院 微電子實(shí)驗(yàn)室二 00 八年九月雙極型晶體管特性的測(cè)量與分析實(shí)驗(yàn)要求 1弄清雙極型晶體管主要參數(shù)的物理意義和使用圖示儀的基本方法。 2測(cè)試樣品為 3DK4DJ,弄清這兩類器件的類型和引腳。3測(cè)量該晶體管的輸出特性曲線,在 VCE為 10V、第六級(jí)曲線處求電流放大倍數(shù) (交流) 、HFE( 直流 ) 。用轉(zhuǎn)移特性曲線再次測(cè)量這兩個(gè)參數(shù),將兩次結(jié)果進(jìn) 行對(duì)比。4測(cè)量晶體管的極限參數(shù) BVebo、BVceo、BVcbo。5. 將測(cè)試結(jié)果和測(cè)試條件列表表示并與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較 , 看看所測(cè)的器件是 否合格。一 前言雙極晶體管是最重要的分立
2、器件, 是雙極集成電路的基礎(chǔ), 其特性的測(cè)量與分析是基本 的實(shí)驗(yàn)技能。 通常用半導(dǎo)體管特性圖示儀來(lái)完成這一工作。 半導(dǎo)體管特性圖示儀是能直接顯 示半導(dǎo)體各種特性曲線和直接讀出被測(cè)管各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試儀器。 它還能顯示和測(cè)量多種半導(dǎo)體和集成電路的特性和參數(shù),具有顯示直觀,讀測(cè)簡(jiǎn)便和使用靈活等優(yōu)點(diǎn)。 要測(cè)定共射晶體管的輸出特性, 其基本測(cè)試原理電路如圖 1-1 所示, 測(cè)試時(shí)用逐點(diǎn)測(cè)試 的方法把一條條的曲線描繪出來(lái)如圖1-2。如果用半導(dǎo)體管特性圖示儀,則可以把這組曲線直接顯示出來(lái)。圖 1-1 共射晶體管接法半導(dǎo)體管特性圖示儀既能較全面地檢測(cè)半導(dǎo)體管的各種參數(shù), 又能顯示半導(dǎo)體管的特征曲線。具有價(jià)格便宜
3、,性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是檢測(cè)半導(dǎo)體管特性和參數(shù)的常用儀器。本實(shí)驗(yàn)要求:( 1)了解 XJ4810 半導(dǎo)體管特性圖示儀的基本原理方框圖及每部分的作用。(2)了解被測(cè)管各項(xiàng)參數(shù)的定義及讀測(cè)方法。(3)掌握晶體管特性常見(jiàn)缺陷及其產(chǎn)生原因。實(shí)驗(yàn)原理1 XJ4810 半導(dǎo)體管特性圖示儀的基本原理方框圖XJ4810 圖示儀的基本原理方框圖如圖1-3 所示。其各部分的作用如下。(1)基極階梯信號(hào)發(fā)生器提供必須的基極注入電流。(2)集電極掃描電壓發(fā)生器提供從零開(kāi)始、可變的集電極電源電壓。(3)同步脈沖發(fā)生器用來(lái)使基極階梯信號(hào)和集電極掃描電壓保持同步,以便正確而穩(wěn) 定地顯示特性曲線(當(dāng)集電極掃描電壓直接由市電全波整
4、流取得時(shí),同步脈沖發(fā)生器可由 50Hz 市電代替)。(4)測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是用于測(cè)試不同接法和不同類型晶體管的特性曲線和參數(shù)的轉(zhuǎn)換開(kāi) 關(guān)。( 5)放大和顯示電路用于顯示被測(cè)管的特性曲線。( 6)電源(圖中未畫出)為各部分電路提供電源電壓。如需更深入了解 XJ4810 圖示儀的原理和電路,請(qǐng)參閱 XJ4810 圖示儀使用說(shuō)明和資 料1 。2讀測(cè)方法(以 3DG6 npn 管為例)( 1)輸入特性曲線和輸入電阻 Ri在共射晶體管電路中,輸出交流短路時(shí),輸入電壓和輸入電流之比為Ri,即RiIB VCE 常數(shù)BE它是共射晶體管輸入特性曲線斜率的倒數(shù)。 例如需測(cè) 3DG6 在 VCE = 10V 時(shí)某一工作
5、點(diǎn) Q的 Ri值,晶體管接法如圖 1- 4所示。各旋鈕位置為: 。各旋鈕位置為:峰值電壓范圍010V極性(集電極掃描)正( +)極性(階梯)正( +)功耗限制電阻0.11k(適當(dāng)選擇)x 軸作用電壓 0 .1V/ 度y 軸作用階梯作用重復(fù)階梯選擇0.1mA/級(jí)測(cè)試時(shí),在未插入樣管時(shí)先將 x 軸集電極電壓置于 1V/ 度,調(diào)峰值電壓為 10V ,然后插入樣 管,將 x 軸作用扳到電壓 0.1V/ 度,即得 V CE=10V 時(shí)的輸入特性曲線。這樣可測(cè)得圖1-5;RiVBEI B VCE 10V0.023 2000.1 10 3圖 1-5 晶體管的輸入特性曲線圖 1-4 晶體管接法2)輸出特性曲線
6、、轉(zhuǎn)移特性曲線和、hFE、在共射電路中, 輸出交流短路時(shí), 輸出電流和輸入電流增量之比為共射晶體管交流電流 放大系數(shù) 。在共射電路中, 輸出端短路時(shí), 輸出電流和輸入電流之比為共射晶體管直流電流放大系數(shù) hFE。晶體管接法如圖 1- 4 所示。旋鈕位置如下: (數(shù)據(jù)是其它元件的,請(qǐng)自己調(diào)試數(shù)據(jù)得出圖形)峰值電壓范圍 極性(集電極掃描) 極性(階梯) 功耗限制電阻 x軸 y軸 階梯選擇階梯作用05V(調(diào)試參考 10V )正(+)正(+)0.11k (調(diào)試參考 250 ) 集電極電壓 0.5V/ 度 集電極電流 0.1mA/ 度 0.02mA/級(jí)(調(diào)試參考 10UA/ 級(jí)) 重復(fù)調(diào)節(jié)峰值電壓得到圖
7、 1-6 所示共射晶體管輸出特性曲線。 并可讀得 (另外元件的參考數(shù) 據(jù))IC 10mAIC10hFE100VCE 10VIB0.1I C 10mAIC2.2110VCE 10VIB0.02 hFE主要是因?yàn)榛鶇^(qū)表面復(fù)合等原因?qū)е滦‰娏鬏^小造成的。、hFE也可用共射晶體管的轉(zhuǎn)移特性圖 1-7 進(jìn)行測(cè)量。只要將上述的 x 軸作用開(kāi)關(guān)撥至 ,即得到共射晶體 管的轉(zhuǎn)移特性。這種曲線可直接觀察 的線性好壞。圖 1-6 共射晶體管輸出特性的讀測(cè)圖 1-7 共射晶體管的轉(zhuǎn)移特性此外,在共射晶體管輸出特性曲線中, 當(dāng) IB 為某一值時(shí)可讀測(cè)出共射小訊號(hào)輸出電導(dǎo)g,它是 IB 為某值時(shí)輸出曲線的斜率,即VCE
8、 IB 常數(shù)當(dāng)接地選擇打到“基極接地” ,階梯極性改為負(fù)() ,階梯選擇改為 2mA/ 級(jí)(這時(shí)注入電流以為 IE),圖示儀上則顯示出共基晶體管輸出特性,并可讀測(cè)出值:I E VCB 常數(shù)( 4)反向擊穿電壓 BV CBO、 BV CEO 和 BVEBO外延片制作的雙極晶體管的反向擊穿電壓VB(一般指 BV CEO或 BV CBO)既與外延層電阻率 c有關(guān),也與結(jié)的曲率半徑和表面狀況等因素有關(guān)。 當(dāng)高阻集電區(qū)厚度 Wc 小于 BV CBO 所對(duì)應(yīng)的勢(shì)壘寬度 xmB 時(shí),V B還與 WC有關(guān)。所以提高晶體管反向耐壓可采取提高c、W C,減小二氧化硅中表面電荷密度, 采用圓角基區(qū)圖形,深結(jié)擴(kuò)散、甚
9、至采用臺(tái)面結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展電 極或加電場(chǎng)限制環(huán)等措施。BV CBO 是共基晶體管在發(fā)射極開(kāi)路時(shí)輸出端C B 間的反向擊穿電壓。 BV CEO 是共射晶C B 間的反向電壓值。 CE 間的反向電壓值。E B 間的反向電壓值。體管在基極開(kāi)路時(shí)輸出端 C E 間的反向擊穿電壓。晶體管手冊(cè)中(或?qū)嶋H測(cè)試中)的規(guī)定 為:BV CBO發(fā)射極開(kāi)路,集電極電流為規(guī)定值時(shí),BV CEO基極開(kāi)路, 集電極電流為規(guī)定值時(shí),BV EBO 集電極開(kāi)路,發(fā)射極電流為規(guī)定值時(shí),理論上可推導(dǎo)出 BVCEO BVCBO / n 1 o對(duì)硅 npn管,n = 4。硅雙擴(kuò)散管的基區(qū)平均雜質(zhì)濃度 N B Nc ,所以,一般 BV CBOB
10、V CEO BV EBO ,而鍺合金管 N BNC ,所以, 般 BV CBO BV EBO BV CEO 。3DG6 的BV CBO和 BV CEO的測(cè)試條件為 I C=100 A BVEBO 的為 IE =100A 。晶體管的 接法如圖 1-10 所示。旋鈕位置為:峰值電壓范圍0200V (測(cè) BV CBO, BV CEO)020V (測(cè) BV EBO)550k極性(集電極掃描)正( +)x軸功耗電阻集電極電壓 10V/度(測(cè) BV CBO, BV CEO)1V/度(測(cè) BV EBO)y 軸集電極電流 0.1mA/ 度將峰值電壓調(diào)整到合適的值,即可得到圖 1-11 所示的值,圖例表明BV
11、CBO=70V ,BV CEO=40V 、 BV EBO=7V 。圖 1-10 測(cè)擊穿電壓時(shí)晶體管的接法( 4)反向電流 ICBO、 ICEO 和 IEBO晶體管的反向電流 ICBO 、ICEO 和 IEBO 也叫反向截止電流或反向漏電流。 其中 ICEO 又叫反 向穿透電流。 反向電流對(duì)晶體管的放大作用沒(méi)有貢獻(xiàn), 白白消耗一部分電源功率, 影響晶體 管工作的穩(wěn)定性。因此,反向電流愈小愈好。晶體管的反向電流通常包括反向擴(kuò)散電流ID、勢(shì)壘區(qū)產(chǎn)生電流 IG 和表面漏電流 IS。在室溫下,硅管的 IGID,鍺管則 ID IG。一般硅管的反向電流遠(yuǎn)小于鍺管的反向電流。由 于 XJ4810 圖示儀的測(cè)試
12、精度所限,絕大部分中小功率硅管的反向電流不能用 XJ4810 圖示儀讀測(cè),而只能用專用儀器IEBO 的定義如下:(如 JS2B 晶體三極管反向截止電流測(cè)試儀) 測(cè)量。電流 I CBO ,ICEO 、ICBO 發(fā)射極開(kāi)路,ICEO基極開(kāi)路,IEBO集電極開(kāi)路, 儀上有可能觀察到。CB 間反壓為規(guī)定值時(shí)的反向電流;CE 間反壓為規(guī)定值時(shí)的反向電流;EB 間反壓為規(guī)定值時(shí)的反向電流。鍺管的反向電流,在圖示面以鍺管 3AX 31B 為例,測(cè)量其反向電流。050V極性(集電極掃描) 功耗電阻 x軸 y軸階梯作用負(fù)()110K (反壓高時(shí)電阻大些)集電極電壓 1V/ 度集電極電流 0.010.5mA (適
13、當(dāng)選擇)晶體管接法同圖 1-10,測(cè)量示值如圖 1-12 所示。旋鈕位置為:峰值電壓范圍圖 1-12 晶體管反向電流的測(cè)量示值三 實(shí)驗(yàn)步驟與要求1實(shí)驗(yàn)器材1)XJ4810 型半導(dǎo)體管特性圖示儀一臺(tái)及使用說(shuō)明書一份。2)半導(dǎo)體器件 3DK4DJ2儀器調(diào)節(jié)與測(cè)試要求( 1)開(kāi)啟電源,預(yù)熱 15min 后使用(2)示波管部分 調(diào)輝度,以適中亮度為宜。 調(diào)聚焦和輔助聚焦,使光點(diǎn)清晰。測(cè) npn 管時(shí)光點(diǎn)移至左下角,測(cè) pnp 管時(shí)光點(diǎn)移 至右上角。( 3)集電極掃描 將集電極掃描的全部旋鈕都調(diào)到預(yù)見(jiàn)需要的范圍,一般峰值電壓范 圍先置于 010V ,峰值電壓(旋鈕)調(diào)至最小。(4)y 軸作用 將毫安伏 /度與倍率調(diào)到需讀測(cè)的范圍。(5)x 軸作用 將伏 /度調(diào)到需讀測(cè)的范圍。( 6)基極階梯信號(hào) 通常先進(jìn)行階梯調(diào)零(方法見(jiàn) XJ4810 圖示儀使用說(shuō)明書) 。階梯 調(diào)零后,根據(jù)需要,將極性,串聯(lián)電阻、階梯選擇(毫安/級(jí)或伏 /級(jí))調(diào)好,階梯作用置于“重復(fù)”。( 7)測(cè)試臺(tái)部分 按面板指示操作。測(cè)試時(shí)應(yīng)注意 每次測(cè)試時(shí)應(yīng)把光點(diǎn)調(diào)到和坐標(biāo)原點(diǎn)重合,測(cè)VCES、VBES 時(shí)尤其要注意。 每次測(cè)試前應(yīng)把峰值電壓調(diào)到最小,要緩慢進(jìn)行調(diào)節(jié),以免損壞儀器部件。 測(cè)高反壓管的反向耐壓和反向電流時(shí),功耗電阻應(yīng)選大些,以免燒壞被測(cè)管。 在滿功耗附近測(cè)量共射晶體管輸出特性時(shí),掃描時(shí)間不能
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 二手房買賣合同違約責(zé)任追究協(xié)議
- 財(cái)務(wù)報(bào)表風(fēng)險(xiǎn)敞口應(yīng)對(duì)效果評(píng)估合同
- 材料疲勞斷裂數(shù)據(jù)校正合同
- 生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)場(chǎng)地合作經(jīng)營(yíng)與產(chǎn)品銷售協(xié)議
- 邊疆地區(qū)古代商業(yè)貿(mào)易考古合同
- 高端裝備制造廠房租賃與智能化改造協(xié)議
- 大學(xué)刑法考試題及答案
- 群體健康策略課件
- 調(diào)研安全生產(chǎn)工作方案
- 安全總監(jiān)個(gè)人述職報(bào)告3
- 25T汽車吊檢驗(yàn)報(bào)告
- 加工中心刀具庫(kù)選擇PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 主域故障無(wú)法啟動(dòng),額外域提升Active Directory
- 電商平臺(tái)POP模式商家入駐合作協(xié)議書(標(biāo)準(zhǔn)版)
- 初中生物知識(shí)點(diǎn)匯總細(xì)胞
- (完整版)四年級(jí)脫式計(jì)算題(160題)
- 高考常考語(yǔ)法填空詞性轉(zhuǎn)換匯總
- 上海延安中學(xué)初一新生分班(摸底)數(shù)學(xué)模擬考試(含答案)
- AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備程序編寫
- 腎輸尿管結(jié)石病歷模板
- GB∕T 386-2021 柴油十六烷值測(cè)定法
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論