半導(dǎo)體二極管參數(shù)的測(cè)量課件

4.2.4半導(dǎo)體二極管參數(shù)的測(cè)量

二極管是整流、檢波、限幅、鉗位等電路中的主要器件。一、半導(dǎo)體二極管的特性和主要參數(shù)1．二極管的主要特性

二極管最主要的特性是單向?qū)щ娞匦裕炊O管正向偏置時(shí)導(dǎo)通；反向偏置時(shí)截止。2．二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流指管子長(zhǎng)期工作時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。（2）反向電流指在一定溫度條件下，二極管承受了反向工作電壓、又沒(méi)有反向擊穿時(shí)，其反向電流值。（3）反向最大工作電壓指管子運(yùn)行時(shí)允許承受的最大反向電壓。應(yīng)小于反向擊穿電壓。（4）直流電阻指二極管兩端所加的直流電壓與流過(guò)它的直流電流之比。良好的二極管的正向電阻約為幾十Ω到幾kΩ；反向電阻大于幾十kΩ到幾百kΩ。（5）交流電阻r二極管特性曲線工作點(diǎn)Q附近電壓的變化量與相應(yīng)電流變化量之比。（6）二極管的極間電容勢(shì)壘電容與擴(kuò)散電容之和稱(chēng)為極間電容。在低頻工作時(shí)，二極管的極間電容較小，可忽略；在高頻工作時(shí)，必須考慮其影響。（2）極性的判別根據(jù)二極管正向電阻小，反向電阻大的特點(diǎn)可判別二極管的極性。在測(cè)得阻值較小的一次測(cè)量中，如果用模擬萬(wàn)用表來(lái)測(cè)，與黑表筆相接一端為二極管正極，另一端為負(fù)極。若用數(shù)字萬(wàn)用表則相反。（3）管型的判別硅二極管的正向壓降一般為0.6~0.7V，鍺二極管的正向壓降一般為0.1~0.3V，通過(guò)測(cè)量二極管的正向?qū)妷?，就可以判別被測(cè)二極管的管型。方法：1.5VR1KΩV2．?dāng)?shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量二極管一般數(shù)字萬(wàn)用表上都有二極管測(cè)試檔，實(shí)際測(cè)量的是二極管的直流壓降。3．用晶體管圖示儀測(cè)量二極管直接顯示二極管的伏安特性曲線。4.2.5半導(dǎo)體三極管參數(shù)的測(cè)量半導(dǎo)體三極管是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)、外部具有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。一、三極管的主要參數(shù)1．直流電流放大系數(shù)定義為集電極直流電流與基極直流之比。2．交流電流放大系數(shù)三極管在有信號(hào)輸入時(shí)，定義為集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比。3．穿透電流基極b開(kāi)路，集電極c與發(fā)射極e間加反向電壓時(shí)的集電極電流。硅管的在幾微安以下。4．反向擊穿電壓是基極b開(kāi)路，集電極c與發(fā)射極e間的反向擊穿電壓。5．集電極最大允許電流是值下降到額定值的1/3時(shí)所允許的最大集電極電流。6．集電極最大允許功耗

是集電極上允許消耗功率的最大值。、、值由器件手冊(cè)可查得，、、可以用晶體管圖示儀進(jìn)行測(cè)量。具體步驟用模擬萬(wàn)用表紅黑表筆分別測(cè)量三極管任意兩個(gè)腳，每?jī)蓚€(gè)腳正反都測(cè)量一次。如果有且只有兩個(gè)腳間的電阻無(wú)論正反向都無(wú)窮大，那么這兩個(gè)腳一定是集電極和發(fā)射極，剩下的那個(gè)腳就是基極b。（2）發(fā)射極和集電極的判別判別發(fā)射極和集電極的依據(jù)是：發(fā)射區(qū)的雜質(zhì)濃度比集電區(qū)的雜質(zhì)濃度高，因而三極管正常運(yùn)用時(shí)的β值比倒置運(yùn)用時(shí)要大得多。（3）電流放大倍數(shù)的估測(cè)測(cè)量集電極和發(fā)射極間的電阻（對(duì)NPN，黑筆接集電極，紅筆接發(fā)射極；PNP的相反），用手捏著基極和集電極，觀察表針擺動(dòng)幅度的大小，表針擺動(dòng)越大，β值越大。2．用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量三極管一般數(shù)字萬(wàn)用表都有測(cè)量三極管的功能，將晶體管插入測(cè)試孔就可以讀出β值。3．用晶體管特性圖示儀測(cè)量三極管4.4集成電路參數(shù)的測(cè)試4.4.1TTL與非門(mén)外部特性測(cè)試

外部特性，是指通過(guò)集成電路芯片引腳反映出來(lái)的特性。TTL與非門(mén)的外部特性主要有電壓傳輸特性、輸入特性、輸出特性、電源特性和傳輸延遲特性等。1.空載導(dǎo)通電源電流

（對(duì)應(yīng)有空載導(dǎo)通功耗）

是指輸入端全部懸空（相當(dāng)于輸入全1），與非門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電源提供的電流。將空載導(dǎo)通電源電流乘以電源電壓就得到空載導(dǎo)通功耗，即。一般，TTL與非門(mén)的典型值為30幾毫瓦，通常要求。2.空載截止電源電流（對(duì)應(yīng)空載截止功耗）指輸入端接低電平，輸出端開(kāi)路時(shí)電源提供的電流。測(cè)試方法如圖4.21所示。

將空載截止電源電流乘以電源電壓就得到空載截止功耗。即。

一般要求。測(cè)試方法如圖4.2１所示（以74LS20二輸入與非門(mén)為例）。圖4.21ICCH測(cè)試圖245174LS20614mAＵCC7圖中第１腳接地，輸出端懸空，毫安表指示的數(shù)值即為ICCH。

又稱(chēng)低電平輸入短路電流，是輸入端短路測(cè)得的電流。測(cè)試方法如圖4.22所示。通常典型與非門(mén)的值為1.4mA。245ＵCC1474LS2067mA1圖4.22I1S測(cè)試圖3.輸入短路電流5.扇出系數(shù)

扇出系數(shù)是指輸出端最多能帶同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)，它反映了與非門(mén)的最大負(fù)載能力。為時(shí)允許灌入的最大灌入負(fù)載電流，IIS

是低電平輸入短路電流。一般。測(cè)試電路如圖4.24所示。圖4.24扇出系數(shù)測(cè)試電路7mAI0maxＵCCRL1kΩ146Ｕ0245174LS20V圖4.25CMOS集成門(mén)

輸出高低電平的測(cè)試電路ＵDD=10V≥1Ｕ0V一般地：2.開(kāi)門(mén)電平和關(guān)門(mén)電平開(kāi)門(mén)電平是指輸出由高電平轉(zhuǎn)換為臨界低電平（一般取0.1）所需要的最小輸入高電平。關(guān)門(mén)電平是指輸出由低電平轉(zhuǎn)換為臨界高電平（一般取0.9）所需要的最大輸入低電平。ＵDD=10V≥1Ｕ0VVRP測(cè)試時(shí)，若，則對(duì)應(yīng)于的為；對(duì)應(yīng)于的為。圖4.26開(kāi)關(guān)門(mén)電平測(cè)試電路3.靜態(tài)功耗CMOS靜態(tài)功耗測(cè)試電路與TTL靜態(tài)功耗測(cè)試電路相同。4.傳輸特性曲線CMOS器件傳輸特性可用圖4.26電路測(cè)量。CMOS器件傳輸特性測(cè)量圖ＵCC=10V≥1Ｕ0VVRP測(cè)試時(shí)①調(diào)節(jié)輸入電壓電位器RP，選擇若干個(gè)電壓值；②測(cè)量相應(yīng)的輸出值；③由測(cè)得的數(shù)據(jù)作出曲線；④從曲線中讀出標(biāo)準(zhǔn)輸出高電平、標(biāo)準(zhǔn)輸出低電平