1-3 實(shí)訓(xùn)任務(wù)單：半導(dǎo)體三極管的測(cè)試與分析

任務(wù)1-3半導(dǎo)體三極管基本特性的測(cè)試與分析實(shí)訓(xùn)任務(wù)單一、布置任務(wù)1.三極管特性的測(cè)試與結(jié)果的分析2.三極管電流分配關(guān)系和電流放大能力的測(cè)試與結(jié)果的分析3.三極管輸入特性曲線的測(cè)試與結(jié)果的分析4.三極管輸出特性曲線的測(cè)試與結(jié)果的分析二、資訊1.三極管的結(jié)構(gòu)怎樣？三極管特點(diǎn)是什么？半導(dǎo)體三極管由兩個(gè)PN結(jié)、三個(gè)區(qū)組成，對(duì)外有三個(gè)電極，分別稱為發(fā)射極、基極和集電極，用小寫字母e.b.c表示。2.三極管和二極管相比較在結(jié)構(gòu)和性能上有哪些不同？在結(jié)構(gòu)上三極管有三個(gè)電極兩個(gè)PN結(jié)，而二極管有2個(gè)電極和一個(gè)PN結(jié)。在性能上三極管有放大信號(hào)的作用，而二極管只有單向?qū)щ姷男阅?.根據(jù)材料、結(jié)構(gòu)和用途等的不同，三極管分為哪幾類？三極管的種類很多；按管芯材料不同可分為硅管和鍺管；按結(jié)構(gòu)不同可分為PNP型管和NPN型管，按用途分可分為放大管，開關(guān)管；4.什么是三極管輸入特性曲線（并畫出）？什么是三極管輸出特性曲線（并畫出）？輸入特性曲線三極管基極與發(fā)射極之間的電壓UBE和基極電流IB之間的關(guān)系稱為輸入特性曲線，可表示為：IB=|（UBE）?UCE=常數(shù)三極管集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE和集電極電流IC之間的關(guān)系稱為輸出伏安特性，表示為：IC=|（UCE）?IB=常數(shù)三、計(jì)劃為完成三極管的測(cè)試分析任務(wù)，小組內(nèi)部統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、組織分工，進(jìn)行成員分工列表，并根據(jù)分工制定測(cè)試方案及測(cè)試器材計(jì)劃。1.分工計(jì)劃任務(wù)2-1：半導(dǎo)體三極管基本特性的測(cè)試與分析子任務(wù)名稱承擔(dān)成員子任務(wù)1：三極管的檢測(cè)子任務(wù)2：三極管電流分配關(guān)系和電流放大能力的測(cè)試子任務(wù)3：三極管特性曲線的測(cè)試2.測(cè)試儀器設(shè)備計(jì)劃任務(wù)2-1：半導(dǎo)體三極管基本特性的測(cè)試與分析儀器名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量3．測(cè)試方案制定（畫出測(cè)試電路并自擬測(cè)試步驟）1）三極管的檢測(cè)方案：1、基極b的判別①假定某一電極為基極b；②用萬(wàn)用表的紅表筆接假定的基極，黑表筆分別接另外兩個(gè)電極，可測(cè)得兩個(gè)電阻分別為R紅1和R紅2；③用萬(wàn)用表的黑表筆接假定的基極，紅表筆分別接另外兩個(gè)電極，可測(cè)得兩個(gè)電阻分別為R黑1和R黑2；④若R紅1和R紅2都很大，R黑1和R黑2都較?。换蚍粗?，R紅1和R紅2都較小，R黑1和R黑2都很大，說明假定正確；否則重新假定。2、PNP和NPN型的判別①若R紅1和R紅2都較小，表明此時(shí)集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都正偏，紅表筆所接為PN結(jié)的N區(qū)，即為PNP型管。②若R黑1和R黑2都較小，表明此時(shí)集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都正偏，黑表筆所接為PN結(jié)的P區(qū)，即為NPN型管。3、集電極c的判別方法：先假設(shè)一個(gè)管腳為集電極“c”，用手指把基極和假設(shè)的集電極“c”捏緊，人體電阻相當(dāng)于基極偏置電阻Rb，注意不要使兩管腳直接接觸。用黑表筆接“c”，紅表筆接“e”，讀出其阻值；然后再與上述假設(shè)相反測(cè)量一次，比較兩次阻值大小，若第一次阻值小，則第一次假設(shè)的集電極是正確的，另一管腳就是發(fā)射極。測(cè)量電路如圖所示。2）三極管電流分配關(guān)系和電流放大能力的測(cè)試電路3）三極管特性曲線的測(cè)試電路：四、實(shí)施測(cè)試并分析1.三極管特性的測(cè)試記錄晶體管的類型晶體管的材料β值的大小管腳排列2.三極管電流分配關(guān)系和電流放大能力的性能測(cè)試記錄IB/μA020406080100IC/mAIE/mA1）根據(jù)上表測(cè)試結(jié)果可以看出，三極管的電流IB（IB/IC/IE）對(duì)電流__Ic______（IB/IC/IE）有明顯的控制作用；基極電流__遠(yuǎn)小于_________（遠(yuǎn)大于/約等于/遠(yuǎn)小于）集電極和發(fā)射極電流；集電極電流_約等于______（遠(yuǎn)大于/約等于/遠(yuǎn)小于）發(fā)射極電流。2）三極管各極電流關(guān)系是：IE=IB_+__IC（+/-），即三個(gè)電流之間的關(guān)系符合___節(jié)點(diǎn)電流__定律。3）綜合上述，要使三極管能起正常的放大作用，發(fā)射結(jié)必須加__正向________偏置，集電結(jié)必須加____反向_________偏置（正向/反向）。3.三極管輸入、輸出特性曲線的測(cè)試三極管輸入特性曲線的測(cè)試記錄（圖形）三極管輸出特性曲線的測(cè)試記錄（圖形）：UCEUCE/V（Hz）IC/(mA)UBE/V（Hz）IB/(μA)1)根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果可以看出，三極管輸入特性曲線與晶體二極管的特性曲線相似，有一個(gè)大約有__0.7______V的門坎電壓，當(dāng)電流超過一定數(shù)值后，電壓與電流間基本成___非線性______（線性、非線性）的關(guān)系。2)從輸出特性曲線可以知道，當(dāng)輸入電流IB保持不變時(shí)，UCE從0開始增大時(shí)，集電極電流IC___增加很快___________（增加很快、增加很慢、基本不變），隨后當(dāng)UCE繼續(xù)增加時(shí)，集電極電流IC___基本不變________增加很快、增加很慢、基本不變）。3)在一定的條件下，當(dāng)UCE一定時(shí)，基極電流IB的增大，會(huì)引起集電極電流IC成比例的___增加____（增加/減?。浔戎档拇笮〖礊榫w管的交流電流放大倍數(shù)β。可見晶體管具有基極___小電流__________（小電流/大電流）控制集電極____較大電流____________（較小變化/較大變化）的能力。4.三極管有哪些主要參數(shù)？選擇三極管時(shí)要注意什么？（一）共發(fā)射極電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)b（有時(shí)寫成hFE）和共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)b（有時(shí)寫成hfe）。正常使用的三極管交直流b值相近，理論分析時(shí)，認(rèn)為交直流b值相同，且為常數(shù)。實(shí)際上，電流放大系數(shù)不是常數(shù)。選用時(shí)b值應(yīng)恰當(dāng)，一般b值太大的管子工作穩(wěn)定性差。（二）極間反向電流

極間反向電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。它的大小表明了三極管質(zhì)量的優(yōu)劣，并影響管子的穩(wěn)定性，總是希望這類電流越小越好。

1、集電極－基極反向飽和電流ICBO：是集電結(jié)的反向電流。

2、集電極－發(fā)射極反向飽和電流ICEO：它就是穿透電流,ICEO與ICBO的關(guān)系是：ICEO=（1+b）ICBO（三）極限參數(shù)極限參數(shù)指三極管正常工作時(shí)所允許的電流、電壓和功率的極限值。如果超過這些數(shù)值，管子將不能正常工作。1、集電極最大允許電流ICM當(dāng)集電極電流太大時(shí)，三極管輸出特性曲線族間隔小了，說明電流放大系數(shù)b下降了。技術(shù)上規(guī)定，使b下降到正常值的1/2~2/3時(shí)的集電極電流稱為集電極最大允許電流。使用中若IC>ICM也可能三極管不致?lián)p壞，但其b已經(jīng)顯著下降2、集電極－發(fā)射極間的擊穿電壓U（BR）CEO

集電極－發(fā)射極間的擊穿電壓是指基極開路，集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓，伏安特性上IB=0向上翹起對(duì)應(yīng)的電壓。當(dāng)溫度上升時(shí)，擊穿電壓要下降，使用中若UCE>U（BR）CEO，將導(dǎo)致管子擊穿損壞。集電極最大耗散功率PCM根據(jù)管子工作時(shí)允許的集電結(jié)最高溫度（鍺管為70℃，硅管為150℃），定出了集電極最大允許耗散功率PCM的值，使用時(shí)應(yīng)滿足UCE×IC<PCM。圖示為管子的損耗曲線，PCM曲線的左下方為安全工作區(qū)。5.用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)得電路中的三極管三個(gè)電極對(duì)地電位為下圖所示，試判斷各三極管的工作狀態(tài)。A放大區(qū)，B截止區(qū)C飽和區(qū)7.已知兩只晶體管的電流放大系數(shù)β分別為50和100，現(xiàn)測(cè)得放大電路中這兩只管子兩個(gè)電極的電流如下圖所示。分別求另一電極的電流，標(biāo)出其實(shí)際方向，并在圓圈中畫出管子。8.測(cè)得三個(gè)硅材料NPN型三極管的極間電壓UBE和UCE分別如下，試問：它們各處于什么狀態(tài)？⑴UBE=-6V，UCE=5V；⑵UBE=0.7V，UCE=0.5V；⑶UBE=0.7V，UCE=5V；解：(!)UBE=UB-UE=-6即UB=UE-6得UE>UB，JE反偏所以三極管工作在截止區(qū)（2）)UBE=UB-UE=0.7即UB=UE+0.7UCE=UC-UE=0.5即UC=UE+0.5得UB>UC，JC反偏UE<UB，JE正偏。所以三極管工作在放大區(qū)（3）UBE=UB-UE=0.7即UB=UE+0.7UCE=UC-UE=5即UC=UE+5即UC>UB，JC正偏，UE<UB，JE正偏。所以三極管工作在飽和區(qū)。五、評(píng)價(jià)學(xué)生完成測(cè)試工作頁(yè)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名