XJ4830型半导体管特性图示仪.docx

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XJ4830型半导体管特性图示仪

XJ4829型

数字存储图示仪

利用说明书

上海新建仪器设备

1.平安要求

2.操作须知

3.概述

4.主要技术指标

5.工作原理简介

6.利用说明

7.软件

8.利用范例

9.装箱清单

1.平安要求:

利用本产品必需先阅读本利用说明书,专门必需详细阅读本节平安要求和下节操作须知,以幸免人身损害,并避免本产品或与其相连接后的其他任何产品受到损坏,为了幸免可能发生的危险,本产品只可在规定的范围内利用。

只有合格的技术人员才可执行维修。

利用适当的电源线。

本产品只可利用本产品专用的或经平安核准的电源线。

产品接地。

本产品通过电源线接地导线接地,为了避免电击,接地导体必需与地面相连。

在与本产品输入或输出终端连接前,应确保本产品己正确接地。

请勿在无仪器盖板时操作。

如盖板己卸下,请勿操作本产品。

利用适当的保险丝。

只可利用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。

在有可疑故障时,请勿操作。

如疑心本产品有损坏,请让合格的维修人员进行检查。

1.6提供良好的通风。

请按本说明书规定利用本产品,并使其有良好的通风。

2.操作须知:

为了取得准确的测量值,开机后必需保证足够的预热时刻。

线性集成电路测试时，先预置好各操纵按键，最后按测试按键。

在测试器件进程中，阶梯信号及扫描电压应先调至最小，然后由小至大，以避免对被测器件造成冲击，当器件测试完毕后，应将扫描电压调至最小，才能取下器件。

严禁在任何测试方式下进行C、E间的短路实验

在关机后不能当即开机，必需在大于30秒后再开机

3概述

XJ4829数字存储图示仪能对半导体二极管、三极管、场效应管器件的测试，又能对三端稳压器，进行各类性能测试的综合测试仪。

要紧功能是解决：

经常使用的半导体管特性显示、参数测试和三端稳压器的特性测试。

并具有过载爱惜功能，如被测器件短路，能自动爱惜被测器件和测试仪器，并有过载指示。

测试仪带运算机接口（USB）。

本仪器由于采纳微机操纵,数字插入技术，引入字符显示,光标测量功能,LCD屏幕上实时显示Y（电流）、X（电压）、S（阶梯）开关档位（位标）量、通过主光标操作,能直接显示测得的I（电流）、U（电压）测量值，能自动计算显示,读出β（hfe）、Gfs（gm）等器件的参数。

反向电压VR可达3000V。

一样特点:

1最大测试电流10A

2最高测试电压500V，,使反向电压VR可达3000V。

3采纳彩色液晶显示屏

4整机电路高集成度，高靠得住性

5操作开关状态在屏幕上显示，应用光标可直读测量结果

6具有β、gm值的自动测量

7友好的人机界面。

8具有外接通信接口（USB），便于打印保留或调出测试波形资料。

4要紧技术指标

（1）集电极电流偏转系数

a）范围（Ic）：

10μA/div～1A/div；

b）分档：

1、2、5进制共16档；

c）误差：

±3％。

（2）漏电流（IR）

a）范围：

μA/div～5μA/div；

b）分档：

1、2、5进制共5档；

c）误差：

见下表1。

表1

档级

误差

（10℃～30℃）

（30℃～40℃）

5μA

±3％

2μA

±3％

1μA

±5％

μA

±7％

±10％

μA

±7％

±10％

（3）集电极电压偏转系数

a）范围：

div～50V/div；

b）分档：

1、2、5进制10档；

c）误差：

±3％。

（4）基极电压偏转系数

a）范围：

div～1V/div；

b）分档：

1、2、5进制5档；

c）误差：

±3％。

（5）二极管反向电压

a）范围：

100V/div～500V/div；

b）分档：

1、2、5进制3档；

d）误差：

±5％。

（6）阶梯电流

a）范围：

μA/级～50mA/级；

b）分档：

1、2、5进制分十七档；

c）误差：

1μA/级～50mA/级±5％

μA/级～μA/级±7％

（7）阶梯电压

a）范围：

级～1V/级；

b）分档：

1、2、5进制分五档；

c）误差：

±3％。

（8）集电极扫描电压

峰值电压范围及峰值电流容量见下表2各档级电压持续可变。

表2

电源电压

档级

198V

220V

242V

0～10V档

0～、10A

0～9V、5A

0～5V、10A

0～10V、5A

0～5V、10A

0～11V、5A

0～50V档

0～45V、1A

0～50V、1A

0～55V、1A

0～100V档

0～90V、

0～100V、

0～110V、

0～500V档

0～450V、

0～500V、

0～550V、

（9）功耗限制电阻

a）范围：

0～500KΩ；

b）分档：

0Ω、1Ω、Ω、10Ω、50Ω、250Ω、1KΩ、

5KΩ、25KΩ、100KΩ、500KΩ共十一档；

c）误差：

±10％。

（10）集电极扫描信号

a）输出极性：

＋，－；

b）集电极容性电流；平稳后不超过2uA（10V档）

c）集电极漏电流；平稳后不超过3uA（10V档）

（11）三端稳压器

静态电流Id、静态电流转变ΔId、最大输入电压Vmax、最小输入电压Vmin、负载电流。

电压、电流量误差：

±3％。

（12）测试参数屏幕显示

a）垂直Y：

显示A/div（Ic、IR）

b）水平X：

显示V/div（Vc、VR、VBE）

c）阶梯S：

显示A/step；V/step（IB、VB）；阶梯级数

d）集电极峰值电压输出%

e）游标测量：

在按键按D状态下，移动游标读出ID；VD。

f）游标测量：

在按键按T状态下，移动游标读出β；gm。

g）游标垂直、水平范围：

±10div

其他

（1）适配器：

二极管转换座（）。

三极管转换座（）。

（2）重量

约18kg。

（3）外形尺寸

300mm×360mm×530mm（W×H×D），包括测试台。

（4）功耗：

非测试状态时：

约50VA；

最大功率时：

约80VA。

（5）电压：

220V±10％；

（6）频率：

50HZ±5％。

（7）显示器：

320X240点阵彩色液晶显示器,具有FL背景光,亮度可调。

（8）电磁兼容性

1传导干扰

图示仪应符合GB/T中第1章的要求。

2辐射干扰

图示仪应符合GB/T中第1章的要求。

3环境

图示仪应符合GB/T中Ⅱ级仪器的规定，运输实验按2级。

5要紧工作原理

测试仪包括半导体管、三端稳压器测试电路；微处置器操纵处置；显示电路；电源5大部份。

半导体管测试电路

半导体管测量部份由集电极信号源、阶梯信号源、2路A/D转换器和监控与爱惜电路等单元组成。

方框图如图3所示。

图3半导体管测量电路测试方框图

方框图中阶梯信号源为被测管基极（栅极），提供一组与集电极同步的、按等量递增（减）的恒流或恒压源。

集电极信号源为被测管提供按正弦半波上升（下降）的集电极电源。

经预处置、A/D和存储，作为再现被测管输出特性的X轴信号。

电流采样电路将被测管的随基极电流递增（减）的集电极电流，采样成电压信号，经预处置、A/D和存储，作为再现被测管输出特性的Y轴信号。

2路A/D转换器与线性集成电路共用。

监控与爱惜电路对测试信号进行监视，一旦有异样情形，当即断开信号源停止测试，以爱惜本仪器和被测管。

在半导体管输出特性测量时，X轴为集电极扫描电压（VC），集电极信号源提供被测半导体管集电极信号；Y轴表示为集电极电流（IC），由流过取样电阻转换成电压值来量度。

阶梯信号源提供被测半导体管基极阶梯信号。

集电极信号由50Hz正弦信号，经处置后为100Hz（10ms）的半波信号。

阶梯信号由集电极信号操纵（同步）产生，在200Hz测试条件下，为每级5ms的信号。

半导体管输出特性测量时，被测半导体管在基极施加0级阶梯信号，集电极被施加0V～峰值的集电极扫描信号，取得阶梯为0时的一条伏安特性曲线；当基极施加1级阶梯时，集电极被施加峰值～0V的集电极扫描信号，取得阶梯为1级阶梯电流值时的一条伏安特性曲线；当基极施加2级阶梯施加信号时，集电极又被施加0V～峰值的集电极扫描信号，取得阶梯为2级阶梯电流值时的一条伏安特性曲线；如此重复，最多至10级。

由此产生一簇输出特性曲线，完成输出特性的测量。

本仪器阶梯信号为0~10级/簇可调，最大电流为50mA/级。

阶梯最大输出电压为1V/级。

在阶梯电压输出方式时具有直流偏置功能，使阶梯电压偏置能持续增减6V，如此可使最大阶梯电压扩展到了16V/10级。

由于VMOS、IGBT等场控器件一样都有较高的开启电压，因此那个直流偏置功能能方便和准确地帮忙测试。

微处置器操纵处置

操纵和处置部份包括面板键入输入接口、微处置器、操纵驱动电路、通信接口等单元。

面板键入操纵依照操作人员的要求，提供面板各操纵件的状态信息。

微处置器功能是扫描面板键入操纵器的状态，依照此状态信息发出相应的操纵信号；同意多路A/D变换和存储的信息，按测试要求进行运算和处置；将运算和处置的结果，用图示和数据显示或通过通信接口传送给PC机。

操纵驱动电路同意微处置器的操纵信号，驱动各受控单元执行相应的操作。

显示操纵器同意微处置器的数据和操纵信号，驱动显示器按预定的格式，显示待测器件特性曲线和测试数据。

通信接口采纳USB，用于存储、打印等。

运算机软件设计

运算机上的软件用于接收仪器发来的测试数据，在屏幕上显示测量结果和进一步的数据处置，如测试曲线和参数的显示、测试结果的存储、调出、打印和器件特性的比较等功能，进一步方便用户的利用。

为了使软件界面美观和适应目前流行的操作系统，软件将基于WINDOWS操作平台，并采纳可视化编程技术。

6利用说明

为了便于利用者能较熟悉地了解了整机各部份的操作，校正与接插件的作用，在此着重说明应用范围、注意事项。

整体结构，见图9、图10。

前面板

后面板

面板操纵键功能和说明:

参见表3与图11。

图11

表3

序号

面板和控制按键名称

菜单功能

液晶显示屏

320X240点阵彩色液晶显示器

过流保护指示灯

当被测器件测试电流超过设定值的两倍时，指示灯亮，集电极电源切断

过流复位按钮开关

当过流保护指示灯亮时，重新调整垂直电流/度旋转开关至适当位置后，按该复位开关复位

亮度旋钮

改变显示屏明亮度

电源指示灯

电源接通，发光管亮，指示仪器通电工作

电源开关按钮

按入电源接通

扫描电压

增、减扫描峰值电压，按动该键可改变调节速率

功耗电阻

选择功耗电阻0～500K

扫描电压范围

选择10V、50V、100V、500V扫描电压范围

电容平衡

调节电容补偿，使容性电流减至最小状态

交流平衡

交流平衡是针对集电极变压器次级绕阻对地电容的不对称，进行电容平衡调节

电流/度

选择Y方向电流偏转系数

F/S

选择游标移动的速率

D/T

D即二端器件测试态

T即三端器件测试态

X/Y

选择游标水平或垂直转换

↑

游标水平右移或垂直上移

1/2

选择游标1或游标2

↓

游标水平左移或垂直下移

移位

使光迹在X方向位移

Y×10指示灯

垂直显示放大10倍时灯亮

Y×10开关

放大器增益扩展10倍，以达到改变电流偏转的倍率作用，垂直显示放大10倍。

Y轴输入接地

Y轴放大器输入接地，表示输入为零的基准点

转换

转换时放大器输入端相互对换，达到图像相互转换，便于NPN管转测PNP管时简化测试操作。

按钮按入时，显示在垂直、水平方向上倒相。

X轴输入接地

X轴放大器输入接地，表示输入为零的基准点

移位

使光迹在Y方向位移

电压/度

选择X方向电压偏转系数

△VB

按入开启阶梯电压偏置-6V～+6V

阶梯极性

+、-

重复、关

重复：

阶梯信号重复，作正常测试

关：

阶梯信号处于待触发状态

存储

按一次测试图形存储，按二次存储的图形清除

单簇按钮

在阶梯关的方式下按入，测试一簇曲线

单簇指示灯

按入单簇按钮指示灯亮

级/簇

调节阶梯信号的级数在0～10的范围内连续可调

调零

校正阶梯信号的零电位，正常测试时一般应校正至零电位

△VB旋钮

调节阶梯电压偏置-6V～+6V

阶梯选择

用于选择阶梯电流或阶梯电压

右面测试座

被测半导体管器件测试输入端

左面测试座

被测半导体管器件测试输入端

左面IR测试座

被测二极管器件测试输入端

右面IR测试座

被测二极管器件测试输入端

左

测试端选择左

零电流

按通零电流时，使被测半导体管基极处于开路状态

零电压

按通零电压时，使被测半导体管基极与发射极处于短路状态

右

测试端选择右

低压、高压

弹出为低电压测试，集电极电压为0～500V

按入为高电压测试，二极管反向电压VR为0～3000V

测试

在高电压测试时，按入进入高压测试，测试电压加入至被测器件

高压测试指示灯

在高压测试时，当测试按键按入时指示灯亮

保险丝座

高压电源保险丝1A

高压测试座

被测器件测试输入端

全透明安全罩

在高压测试时，务必先按入安全罩后再按入测试按键

测试器件时，在面板上选择扫描电压范围、水平电压/度档位，二者应符合如下关系,见表4。

表4

扫描电压范围

电压/度

10V

50V

100V

500V

50mV/度

●

---

度

●

---

度

●

---

度

●

---

1V/度

●

---

2V/度

---

●

---

5V/度

---

●

10V/度

---

●

20V/度

---

●

50V/度

---

●

被选择高电压状态时要专门注意平安，测试完毕后，都应先将扫描电压回调至零后才能取下被测器件。

在测试VMOS、IGBT等场控器件时，一样都需加较高的开启电压，现在可使阶梯电压/级置于较小档级，然后适当调高阶梯直流偏置电压，如此可取得较好的测试成效。

在测试小电流器件时，集电极电流一样较小，应先校准容性电流，调整位置在前面板，再进行测试。

在测试大电流器件时，阶梯信号建议选择单次。

测试中应慢慢增加扫描电压和阶梯信号，幸免对测试器件的冲击。

如需要保留正在测试的器件波形，那么可按存储键，使波形保留在屏幕左侧上，然后移动X轴移位电位器，使扫描线移至屏幕左侧上，再测试另一器件，如此就能够对二个器件测试波形进行比较或配对。

若是需要将被测器件的波形参数长期保留或打印，可选择通信接口（USB）输出功能。

7运算机软件

软件安装说明

一、概述

本软件运行于WindowsXP操作系统，使运算机通过USB接口与XJ4829模拟器件综合测试仪联机，接收测量结果，并可依照用户的需要对结果进行显示、存储、调出和打印等操作。

二、系统要求

•PentiumIII处置器，主频800MHz以上；

•内存256MB以上；

•磁盘空间20MB以上；

•显示器分辨率800×600以上；

•操作系统为WindowsXP

三、程序目录

XJ4829软件――USB_Driver　（USB通信接口驱动程序）

　　　　　　　－CURVE　（图示仪操作软件安装程序）

四、软件安装

（一）USB驱动程序的安装

　　安装步骤：

1．将驱动程序软件包拷贝到子目录“C:

\XJ4828_Driver”下。

2．将USB电缆线连接运算机和模拟器件综合测试仪，打开仪器电源。

3．Windows自动打开“FoundNewHardwareWizard”窗口，按“Next”继续。

4．选择“Installfromalistorspecificlocation（Advanced）”，按“Next”继续。

5．选择“Includethislocationinthesearch”。

6．按“阅读”选择途径“C:

\XJ4828_Driver”，选定后按“OK”。

7．确认显示的驱动程序途径和文件名，如正确，按“Next”。

8．按“Finish”终止安装“CP210xUSBCompositeDevice”。

9．Windows将打开第二个“FoundNewHardwareWizard”窗口，按“Next”继续。

10．选择“Installfromalistorspecificlocation（Advanced）”，并按“Next”。

11．选择“Includethislocationinthesearch”，按“Next”继续。

12．按“阅读”选择驱动程序所在的途径“C:

\XJ4828_Driver”，选定后按“OK”。

13．确认显示的驱动程序途径和文件名，如正确，按“Next”。

14．按“Finish”终止安装“CP210xUSBtoUARTBridgeController”。

＊也可直接运行其中的应用程序

（二）图示仪操作软件的安装

　操作软件的安装步聚如下：

1．运行安装软件包中的。

2．点击“OK”按钮，显示图1的提示窗口。

图1　软件安装提示

3．选择安装目录（不选择时安装在缺省位置），然后后点击按钮

。

4．软件提示输入软件名称，不输入时为缺省设置。

然后点击“Continue”按钮，安装软件开始安装。

5．安装软件提示安装成功。

6．点击“确信”完成安装。

（三）图示仪操作面板介绍

运行本软件，便在屏幕上显示操作面板。

面板上包括三个显示区域，即工具条、曲线显示区和参数显示区，如图2所示。

曲线显示区显示测量的半导体管特性曲线，同时还显示水平或垂直方向的测量光标，光标的测量值在参数显示区中显示。

参数显示区显示的内容包括：

测得的半导体管特性曲线所对应的垂直、水平和阶梯档级，光标的测量值，阶梯级数，β或gm值，和集电极峰值电压百分比等。

工具条中包括了操作用的功能按钮，包括“打开”、“保留”、“打印”、“设置”、“连机”、“断开”、“颜色”、“退出”、“帮忙”和“关于”10个按钮。

图2　操作面板

（1）工具条和按钮

工具条位于操作面板的上部（见图2），共有10个按钮，各按钮的功能见图3。

图3　工具条上的按钮功能

将鼠标移到按钮处时，软件自动显示该按钮的功能提示信息（功能），见表1。

表1　按钮提示信息（功能）

按　钮

提示信息（功能）

调出曲线

保存曲线

打印曲线

设置通信端口

连接仪器

断开连接

设置颜色

退出系统

帮助信息

关于本软件

（2）大体操作

1、通信口设置

点击工具条上的“设置”按钮，弹出图4所示的对话框：

图4　通信口设置窗口

如要打开通信口，那么在左侧选择对应的通信口，然后点击“打开”按钮。

如要关闭通信口，那么在左侧选择对应的通信口，然后点击“关闭”。

点击“取消”按钮，那么不执行任何操作。

注意：

如驱动软件安装不正确，或选择的通信口有误，那么弹犯错误信息窗口，提示“通信口不存在或已被占用”。

2、与仪器连机

注意：

在与仪器相连之前，必需先用通信线将运算机与仪器相连，并打开通信口。

点击工具条上的“连机”按钮，那么使运算机与仪器相连。

这时，仪器面板上显示的特性曲线也在运算机的屏幕上同步显示。

要使运算机上的特性曲线维持，那么点击工具条上的“断开”按钮。

再次点击工具条上的“连机”按钮，运算机又与仪器同步显示特性曲线。

3、与仪器断开连接

点击工具条上的“断开”按钮，那么使运算机与仪器断开连接，运算机上维持最新的一次测量结果。

4、保留曲线

点击工具条上的“保留”按钮，即可保留当前的特性曲线，这时显示保留文件的对话框。

选择好文件名后点击“保留”按钮，将当前的特性曲线保留到文件中。

注意：

1）在保留之前，最好先点击“断开”按钮，使运算机与仪器断开，使特性曲线处于静止状态。

2）保留曲线时，在曲线显示区必需有测量的曲线，不然显示错误信息“没有可保留的曲线！

”。

5、调出曲线

点击工具条上的“打开”按钮，即可调出以前保留的特性曲线，这时显示打开文件的对话框。

选择好文件名后点击“打开”按钮，将保留在文件中的特性曲线在曲线显示区进行显示。

注意：

1）在调出文件中的特性曲线以后，屏幕上显示将同时显示调出和当前测量的特性曲线，而且当前测量的特性曲线显示在最上层。

2）用键盘上的上、下、左、右键可移动调出的曲线，便于将二种特性曲线进行比较。

6、打印

点击工具条上的“打印”按钮，将当前的面板在打印机上打印。

7、颜色设置

点击工具条上的“颜色”按钮，弹出图5的对话框。

点击色块后，屏幕上显示调色板。

通过选择调色板的颜色，即可设置面板上显示的各部份颜色。

点击“确信”按钮后完成设置。

可设置颜色的对象包括背景颜色、测量曲线、调出曲线、参数名称、档级状态、参数颜色和光标的颜色。

图5　颜色设置窗口

8、退出系统

要退出系统，有2种方式：

1）点击工具条上的“退出”按钮，屏幕上弹出图6所示的对话框：

图6　退出确认窗口

然后按“是”，即退出本软件。

2）点击窗口右上角的“关闭”按钮，完成与1）相同的功能。

9、显示帮忙信息

点击工具条上的“帮忙”按钮，显示本帮忙信息。

点击工具条上的“关于”按钮，显示有关本软件的信息。

8利用范例

NPN型三极管2N3904特性曲线（图12）

显示界面选择：

图示仪

集电极垂直

峰值电压范围：

10V档级（IC）：

1mA/div

可变电压%：

适中移位：

适中

电源极性：

+水平

功耗限制电阻250Ω档极（Vce）：

1V/step

阶梯：

移位：

适中

阶梯档级20uA/div显示方式

阶梯极性：

+转换：

弹出

阶梯方式：

重复阶梯级数：

图12

PNP型三极管9012特性曲线（图13）

显示界面选择：

图示仪

集电极垂直

峰值电压范围：

10V档级（IC）：

1mA/div

可变电压%：

适中移位：

适中

电源极性：

-水平

功耗限制电阻250Ω档极（Vce）：

1V/div

阶梯：

移位：

适中

阶梯档级5uA/step显示方式

阶梯极性：

-转换：

弹出

阶梯方式：

重复阶梯级数：

图13

PNP型三极管9012特性曲线（图14）

显示界面选择：

图示仪

集电极垂直

峰值电压范围：

10V档级（

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