電子元器件參數(shù)測(cè)量及儀器

1、第7章 電子元器件參數(shù)測(cè)量及儀器本章介紹：器件一般指二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等，測(cè)試儀器為晶體管圖示儀，測(cè)出其特性曲線阻抗測(cè)量一般是指電阻、電容、電感及相關(guān)的Q值、損耗角、電導(dǎo)等參數(shù)的測(cè)量。其中，電阻表示電路中能量的損耗，電容和電感則分別表示電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量的存儲(chǔ)和寄生參數(shù)對(duì)阻抗測(cè)試的影響。由于電阻器、電感器和電容器受到所加的電壓、電流、頻率、溫度及其它物理和電氣環(huán)境的影響而改變阻抗值，因此在不同的條件下其電路模型不同。本章主要介紹阻抗的測(cè)量方法即阻抗模擬測(cè)量法和數(shù)字測(cè)量法等阻抗測(cè)量的基本技術(shù)。集總參數(shù)元件的測(cè)量主要采用電壓-電流法、電橋法和諧振法。依據(jù)電橋法制成的測(cè)量?jī)x總稱為電橋，電橋主要

2、用來(lái)測(cè)量低頻元件。表是依據(jù)諧振法制成的測(cè)量?jī)x器，表主要用來(lái)測(cè)量高頻元件。阻抗測(cè)量有多種方法，必須首先考慮測(cè)量的要求和條件，然后選擇最合適的方法，需要考慮的因素包括頻率覆蓋范圍、測(cè)量量程、測(cè)量精度和操作的方便性。沒(méi)有一種方法能包括所有的測(cè)量能力，因此在選擇測(cè)量方法時(shí)需折衷考慮。應(yīng)在測(cè)試頻率范圍內(nèi)根據(jù)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)選擇正確的測(cè)試方法。71 電子器件特性及參數(shù)測(cè)量?jī)x器 711 電子器件參數(shù)儀器的分類1、 半導(dǎo)體分立器件測(cè)量?jī)x器（1）、直流參數(shù)測(cè)量?jī)x器（2）、交流參數(shù)測(cè)量?jī)x器（3）、極限參數(shù)測(cè)量?jī)x器（4）、晶體管圖示儀2、 數(shù)字集成電路測(cè)試儀器3、 模擬集成電路測(cè)試儀712晶體管特性曲線的

3、測(cè)量1、 測(cè)量方法（1） 點(diǎn)測(cè)法（2） 圖示法規(guī)2、 晶體管特性圖示儀72 集總參數(shù)阻抗的測(cè)量阻抗測(cè)量一般是指電阻、電容、電感及相關(guān)的Q值、損耗角、電導(dǎo)等參數(shù)的測(cè)量。本節(jié)要求：掌握阻抗的模擬測(cè)量法電橋法；諧振法和表的組成原理及測(cè)量原理，掌握并會(huì)運(yùn)用電橋的平衡條件，能運(yùn)用替代法測(cè)電容和電感。721集總參數(shù)元件簡(jiǎn)介722電橋法電橋法又叫指零法，以電橋平衡原理為基礎(chǔ)。1. 電橋的平衡條件 交流電橋D （7-1） (7-2) 2、交流四臂電橋它由測(cè)量信號(hào)源、測(cè)量橋路、平衡測(cè)量橋路平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)平衡指示電路電源顯示電路測(cè)量信號(hào)源指示電路、平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、顯示電路和電源等組成。  3、電橋法測(cè)量集總

4、參數(shù)元件的誤差（1）       標(biāo)準(zhǔn)元件值的誤差：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)元件值不準(zhǔn)確時(shí)會(huì)直接影響測(cè)量誤差，誤差的大小決定于電路的形式和元件的準(zhǔn)確度。（2） 電橋指示器的誤差：當(dāng)指示器靈敏度較低時(shí)，難于判斷最小值的準(zhǔn)確位置，因而產(chǎn)生指示誤差。特別是當(dāng)信號(hào)源中含有較高次諧波電壓時(shí)。（3）屏蔽不良引起誤差：寄生耦合和外界電磁場(chǎng)的干擾也會(huì)引起誤差。723諧振法測(cè)量元件參數(shù)諧振法是利用調(diào)諧回路的諧振特性而建立的阻抗測(cè)量方法。測(cè)量線路簡(jiǎn)單方便，在技術(shù)上的困難要比高頻電橋小。 (7.3)  (7.4) (7.5)諧振法測(cè)量原理圖 1. 諧振法

5、測(cè)電容、電感（1）直接測(cè)量 根據(jù)(7.3)、(7.4)、(7.5)由已知的標(biāo)準(zhǔn)電容值（PF），可求得電感或由已知的標(biāo)準(zhǔn)電感值（H），可求得電容（2）替代法1) 替代法測(cè)電容諧振法直接測(cè)電容振蕩器選擇適當(dāng)電感(不必為標(biāo)準(zhǔn)電感)，接入標(biāo)準(zhǔn)可變電容（如虛線所示），調(diào)回路至諧振，然后接入被測(cè)電容。當(dāng)較小時(shí) （7-6）當(dāng)較大時(shí)，應(yīng)和串聯(lián)接入，同樣方法， 為  （7-7）2） 替代法測(cè)電感 并聯(lián)替代法：用于測(cè)量較大的電感，如圖所示。 (7-8)并聯(lián)替代法測(cè)量電感的原理圖信號(hào)源 (7-9)  (7-10) 串聯(lián)替代法：用于測(cè)量較小的電感。如圖所示 串聯(lián)替代法測(cè)電感 （7-11）

6、 （7-12） (7-13)   (7-14)值測(cè)量1表組成原理及測(cè)量原理表是根據(jù)諧振原理制成的，又稱為品質(zhì)因素測(cè)量?jī)x。它由高頻振蕩器、測(cè)量電路和輸入、輸出指示器等組成。高頻振蕩器常采用多頻段式，其頻率范圍視表的工作頻率范圍而定。和組成分壓電路，上的電壓作為表諧振回路的信號(hào)電壓，、且和損耗小到可以忽略不計(jì)的程度。  高頻振蕩器表的基本組成框圖當(dāng)測(cè)量電感時(shí)，被測(cè)電感接于端子1和2之間，保持高頻振蕩器輸出和頻率為某一值；調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)電容使回路串聯(lián)諧振，即的指示值為最大值，此最大值等于的倍，即 (7.15) 這樣的指示可以直接用來(lái)刻度，形成直讀式儀表。由于諧振時(shí)和都是已知的，因此被測(cè)

7、量電感可由下式求得： （7.16）如果的單位為MHz, 的單位為pF,則得單位為H。2 表測(cè)量中產(chǎn)生測(cè)量誤差的因素以下因素會(huì)引起表產(chǎn)生測(cè)量誤差：耦合元件的損耗電阻引起測(cè)量誤差。調(diào)諧用標(biāo)準(zhǔn)電容自身值不高引起測(cè)量誤差。表殘余參量的影響，如與被測(cè)元件相連接的引線存在殘量電感，會(huì)使被測(cè)電感值偏大。值電壓表指示誤差。本節(jié)思考題與習(xí)題1.交流電橋平衡必須同時(shí)滿足哪兩個(gè)平衡條件？2.引起電橋法測(cè)量集總參數(shù)元件的誤差的因素主要有哪幾個(gè)？3. 判斷下圖中的交流電橋哪些接法是正確的？哪些錯(cuò)誤的？并說(shuō)明理由。 D（a） （b） （c） （d）DDD4.某直流電橋測(cè)量電阻Rx,當(dāng)電橋平衡時(shí)，三個(gè)橋臂電阻分別為R1=100，R2