半导体器件实验讲义122710566381Word文件下载.docx

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1.XJ4830型半导体管特性图示仪

1.1概述

XJ4830型智能化半导体管特性图示仪是一种通过计算机LCD读出显示的仪器，可显示半导体器件的各种特性曲线，并可自动编辑存储在机内硬盘以使记录备查。

具备外接通信接口（USB），便于打印保存或调出测试波形资料。

1.2主要技术指标

1.2.1Y轴偏转因数

集电极电流范围（Ic）1μA/div~5A/div分21档，误差≤5%。

基极电流或基极源电压0.04V/div，误差≤3%

1.2.2X轴偏转因数

集电极电压范围（Ic）0.05V/div~200V/div分12档，误差≤3%。

基极电压范围0.1V/div~2V/div，分5档，误差≤3%。

基极电流或基极源电压0.04V/div，误差≤3%

1.2.3阶梯信号

阶梯电流范围：

1μA/级~0.5A/级分18档，误差≤5%。

阶梯电压范围：

0.1V/级~2V/级分5档，误差≤5%。

每簇级数：

1~10连续可调。

阶梯作用：

间歇、单簇。

极性：

正或负

阶梯电压幅度线性误差：

≤10%

阶梯电压不平度：

1.2.4集电极扫描信号

峰值电压与峰值电流容量：

各档电压连续可调，其最大输出不低于下表要求：

2.使用说明

2.1移位和光标部分见图

（1）图像移位按通光迹向左。

（2）图像移位按通光迹向上。

（3）图像移位按通光迹向下。

（4）图像移位按通光迹向右。

（5）光标移位按通光迹向左移动，有效范围±

10div。

（6）光标移位按通光迹向上移动，有效范围±

（7）光标移位按通光迹向右移动，有效范围±

（8）光标移位按通光迹向下移动，有效范围±

（9）D/T工作状态键

D/T分二种状态即〈D〉状态和〈T〉状态。

〈D〉状态即二端器件测试态，显示单光标“+”和字符Y、I、X、U，X、Y为水平垂直坐标值，I、U为垂直水平方向测试值。

〈T〉状态即三端器件测试状态，在〈D〉状态基础上，显示增加辅助光标〈×

〉，并增加阶梯坐标值字符和测试值字符β或Gm。

（10）+/×

光标选择键

“+”为主光标，“×

”光标为辅光标，光标选中后显示亮度增强。

2.2垂直（Y）和水平（X）部分见图

（1）SELECT选择键

当按通SELECT选择键，使本机档位控制脉冲开关作用于垂直开关。

通过脉冲开关调节，变化Ic电流选择调节1μA/div~5A/div，以及基极源电压选择。

（2）VERT（垂直）作用指示灯

当VERT绿灯亮时，表示本机档位控制脉冲开关作用于垂直开关。

（3）垂直接地开关

按通表示垂直放大器输入端接地，表示输入为零电位的基准点。

（4）HORIZ（水平）作用指示灯

当HORIZ绿灯亮时，表示本机控制脉冲开关作用于水平开关。

（5）SELECT选择键

当按通SELECT选择键，使本机档位控制脉冲开关作用于水平开关。

通过脉冲开关调节，调节Uc电压选择调节50mV/div~200V/div；

UBE0.1V/div~2V/div以及基极源电压的变化。

（6）水平接地开关

按通表示水平放大器输入端接地，表示输入为零电位的基准点。

（7）转换选择开关

按通开关使放大器分输输入端信号相互转换，达到图像在Ⅰ、Ⅲ象限相互转换，便于NPN管转测PNP管。

（8）INV指示灯

当黄灯亮时，表示转换选择开关按通作用。

2.3集电极电源部分见图

（15）负极性指示灯

当绿灯亮时表示集电极电压输出为负极性。

（16）正极性指示灯

当绿灯亮时表示集电极电压输出为正极性。

（17）集电极电压极性选择开关

按通集电极电压极性转换，根据被测晶体管的需要，选择极性“+”或“-”。

2.4控制开关如图

（6）控制开关

分别作用X、Y、S三个状态，当X、Y、S中某一状态被选择后调节电流或电压的相应档级。

三．实验器材

S9012PNP三极管,S9013NPN三极管，IRF840N-沟道MOSFET,1N4007整流管，1N4742稳压管。

四．实验内容

（1）PNP三极管S9012特性曲线图测量

参照以下要求设置晶体管测试仪：

集电极峰值电压范围：

0~10V

可变电压%：

50%

电源极性：

－

峰值功率：

0~10W

阶梯档级：

10μA/step

阶梯极性：

阶梯级数：

10

垂直（Y）档级（Ic）：

1mA/div

水平（X）档级（Uce）：

1V/div

显示转换（INV）：

按下

通过选择“+”光标，移动光标选取各条曲线上的各点，记录其坐标（Vce,Ic）利用origin软件绘制整簇特性曲线。

并且求出三极管的放大系数β值。

（2）NPN三极管S9013特性曲线图

+

1mA/div

弹出

观察其特性曲线。

（3）增强型场效应管IRF840特性曲线图

80%

0~220W

2V/step

3

0.5A/div

（4）几种二极管特性曲线图。

整流管接法

稳压管接法

分别将几种二极管进行测试，观察其特性曲线的特点，测量各二极管的正向导通电压

。

定性画出各二极管的曲线，标出其

，要求能够体现出各曲线形状的区别。

（注意：

稳压管需要反接。

）

实验二LED发光二极管特性测试实验

测量LED发光二极管的伏安特性曲线，加深对LED发光二级管的了解。

二．实验仪器

可调数字电源，万用表×

2（分别做电流表，电压表），LED发光二级管。

三．实验原理

1、LED简介

发光二极管简称为LED（light-emittingdiode）。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性；

当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的可见或非可见辐射光。

不同的半导体材料中禁带宽度不同，因而电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。

由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

红色发光二极管的波长一般为650~700nm，黄色发光二极管的波长一般为585nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570nm。

图1PN结的电致发光（a）零偏压，（b）外加正向偏压VF

图2磷化镓发光二极管

（a）管芯截面图（b）封装后的磷化镓发光二极管

按其使用材料可分为磷化镓（GaP）发光二极管、磷砷化镓（GaAsP）发光二极管、砷化镓（GaAs）发光二极管、磷铟砷化镓（GaAsInP）发光二极管和砷铝化镓（GaAlAs）发光二极管等多种。

按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。

2、LED参数

发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。

有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。

按发光管出光面特征分圆型、方型、矩型、面发光管、侧向管、表面安装管等。

最为常见为圆型，其直径有：

分为φ3mm3mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm等。

国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；

把φ5mm的记作T-1（3/4）；

把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。

图3导通压降与颜色和电流的关系

从图3可见，红色发光二极管正向导通压降最低，约为1.8V~2.0V左右；

黄色的正向压降次之，约为2.0~2.2V，绿色的压降为3.0~3.2V。

它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流，否则电流过大会烧毁LED。

测试电路如下：

按照电路图搭建电路，取多组（V,I）值进行测量。

注意记录LED刚亮时的电压值。

用origin软件作图。

电压/V

电流/mA

五．思考题

结合所测得的LED发光二级管伏安特性曲线，思考为什么LED的驱动电路一定要用恒流源。