BJ4814型半導(dǎo)體管特性圖示儀是測量半導(dǎo)體器件直流及低

1、 目 錄1 概述. 32 工作特性. 33 工作原理. 54使用說明. 55 檢查與計(jì)量.13 1.概述 BJ4814型半導(dǎo)體管特性圖示儀是測量半導(dǎo)體器件直流及低頻參數(shù)的專用儀器,它通過示波管屏幕及標(biāo)尺刻度,準(zhǔn)確的反映器件的特性曲線,其信息量之大是其它類型直流測試設(shè)備所達(dá)不到的,亦顯示出圖示儀的獨(dú)特優(yōu)勢,因此它是半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家及整機(jī)研制部門進(jìn)行半導(dǎo)體器件的研制,性能改善,電路設(shè)計(jì),器件的合理應(yīng)用等工作必不可少的理想測試設(shè)備。本儀器功能齊全,測試范圍寬, 絕大部分電路實(shí)現(xiàn)了集成化,其中集電極掃描電路實(shí)現(xiàn)了電子掃描,大電流測試狀態(tài)進(jìn)行了占空比壓縮,減小了成本,減小了重量。階梯部分的大電流測試狀

2、態(tài)采用了脈沖階梯輸出,減小了被測管的發(fā)熱。集電極電流測試新增了電子保護(hù)電路提高了反映速度,增加了儀器自身及對外保護(hù)能力,部分功能參考美國Tex-577產(chǎn)品特點(diǎn),還有部分功能是為方便測試而增設(shè)的,因此使本儀器的應(yīng)用范圍得到拓寬,隨著用戶對本儀器的不斷了解,根據(jù)自身需要也可開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域,歡迎廣大用戶對本儀器的各個(gè)方面提出寶貴意見和建議,以促進(jìn)我們的改進(jìn)。2.1 額定使用條件及規(guī)格 A.環(huán)境溫度: 0 + 40°C B.相對濕度: + 40°C 20 90 % RH C.大氣壓力: Pb - 106 KPa D.供電要求: 220V ±10% 50Hz ±

3、5% E.整機(jī)功率: <50VA (非測試狀態(tài)) <60VA (測試狀態(tài)) F.外形尺寸: (E×B×H)mm 480×220×320 (主機(jī)) 80×110×40(測試盒件) G.預(yù)熱時(shí)間: 15分鐘 H.整機(jī)重量: 15Kg I.工作時(shí)間: 連續(xù)工作8小時(shí) J.工作位置: 水平放置或正面仰角小于20°放置 K.外電磁場干擾: 應(yīng)避免 L.陽光照射: 應(yīng)避免直射2.2 技術(shù)性能及指標(biāo)2.2.1 X軸系統(tǒng) A.工作方式: 分集電極電壓(Vc),基極電壓(Vb),二極管電壓(Vd)和階梯信號四類. B.位移范圍:

4、大于10度 C.集電極電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 20mV/度 20V/度. 1-2-5序共10擋 誤差±3% D.基極電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 20mV/度 1V/度. 1-2-5序共6擋 誤差±3% E.二極管電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 100V/度 500V/度. 1-2-5序共3擋 誤差±3% F.階梯信號偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1階/度 誤差±5%2.2.2 Y軸系統(tǒng) A.工作方式: 分集電極流(Ic),和階梯信號兩類. B.位移范圍: 大于10度 C.集電極電流偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1uA/度 2A/度. 1-2-5序共20擋 誤差±3% D.階梯信號偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1階/度 誤差±

5、;5% 2.2.3 階梯信號源 A.工作方式: 分恒壓源和恒流源兩類 B:極性: 正或負(fù) C:階梯電流源: 1mA 200mA/階 1-2-5序共17擋 誤差±5% D:階梯電壓源: 20mV/度 1V/度 1-2-5序共6擋 誤差±5% (源內(nèi)阻100) E:級/族: 1-10 連續(xù)步進(jìn) A:額定電壓范圍及容量: 0 20V 20A B.極性: 正或負(fù) C.方式: 0-20v 范圍 (Y15mA/度) 100Hz 0-20v 范圍 (Y軸 1050mA/度 ) 500Hz 0-20v范圍 (Y軸 A/度 ) 100Hz間歇(8mS)掃描 0-20v范圍 (Y軸 12A/度

6、) 50Hz間歇(18m)掃描 0-200v范圍 (Y15mA/度) 100Hz 0-200v范圍 (Y軸 1050mA/度) 100Hz間歇(8mS)掃描 0-5000v范圍 直流顯示系統(tǒng) A.示波管型號: 13SJ38J B.有效工作面: 75mm×75mm(標(biāo)尺) A.絕緣要求: 2M B.漏電流: 5mA(峰值) C.介電強(qiáng)度電壓試驗(yàn): 電源進(jìn)線相對機(jī)殼應(yīng)能承受1500V(50Hz交流有效值)1分鐘試驗(yàn),不出現(xiàn)擊穿和飛弧現(xiàn)象.3. 工作原理 整機(jī)原理方框圖見(圖1) 從圖1中可見,本機(jī)主要由集電極掃描電源,階梯波發(fā)生器X,Y放大器,高頻高壓電路及低壓供電電源幾大部分組成,集電

7、極電源提供被測管的掃描電壓(C,E端)階梯波發(fā)生器供給B端注入信號,通過X,Y放大器將電壓及電流調(diào)理后供給由高頻高壓驅(qū)動加亮的示波管,顯示出被測器件的特性曲線供觀測.高頻高壓 電源 集電極掃描電源階梯波 發(fā)生器 X軸 放大器 功耗限制電阻 示波管 被測管 回流端 Ic取樣電阻 Y軸 放大器 電 源 圖1 用戶在實(shí)際使用本機(jī)前,應(yīng)詳細(xì)閱讀本章的使用說明熟悉各個(gè)旋紐機(jī)開關(guān)的功能,請使用者對照實(shí)物及有關(guān)說明進(jìn)行操作.4.1.1面板(圖2)與機(jī)箱(圖3) 1.示波管(13SJ38J) 2.輝度; 調(diào)整圖像亮度. 3.聚焦; 調(diào)整圖像清晰度. 4.輔助聚焦;用以調(diào)整清晰度 5.整機(jī)電源開關(guān),按下&quo

8、t;電源開"一端電源接通。 6.電源指示燈; 此燈亮表明儀器已接通電源. 7.垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān). 8.零點(diǎn)按紐; 按入顯示Y軸零參考點(diǎn). 9.滿度按紐; 按入從零點(diǎn)上移10度.(可用側(cè)面"Y增益"調(diào)準(zhǔn)) 10.垂直移位璇鈕; 順時(shí)針時(shí)向上移. 11.水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān). 12.零點(diǎn)按紐; 按入顯示X軸零參考點(diǎn). 13.滿度按紐; 按入從零點(diǎn)右移10度. (可用側(cè)面"X增益"調(diào)準(zhǔn)) 14.水平移位旋紐. 15.階梯幅度選擇開關(guān); 選擇階梯波每階的幅度值. 16.極性按鈕; 按入狀態(tài)階梯為負(fù)極性. 彈出入狀態(tài)階梯為正極性. 17.級/族開關(guān);

9、 選擇階梯的階數(shù). 18.開關(guān)處于中間位置時(shí),階梯信號是通路狀態(tài),被側(cè)管已接通階梯信號進(jìn)行測量.置于 "Ib=0"位置時(shí),為零電流.使被測管的基極處于開路狀態(tài). "Vb=0"位置時(shí),為零電壓.使被測半導(dǎo)體管的基極處于短路狀態(tài). 19.串連電阻:當(dāng)階梯選擇開關(guān)(15)置于V/度位置時(shí),串聯(lián)電阻將串聯(lián)在被測半導(dǎo)體管的 輸入電路中.當(dāng)階梯選擇開關(guān)置于mA/度位置時(shí)階梯信號不通過串聯(lián)電阻。 108813 33 32 33 34 34 34 201522117 1 8 9 10 12 13 14 27 2 3 4 18 19 26 28 23 24 25 21 1

10、6 17 6 31 29 5 35 30 圖2 20.掃描峰值電壓調(diào)節(jié)旋紐； 調(diào)至零點(diǎn)（逆時(shí)針到底）集電極施加電壓為0,并有解除保護(hù)功能。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可增加集電極掃描電壓值。 21.集電極掃描極性控制開關(guān). 按入狀態(tài) 掃描電壓為負(fù). 彈出狀態(tài) 掃描電壓為正. 22.功耗限制串聯(lián)電阻選擇開關(guān); 置適當(dāng)擋位,以保護(hù)被測器件. 23.按入狀態(tài) 掃描電壓范圍在0 20V. 24.按入狀態(tài) 掃描電壓范圍在0 200V. 25.按入狀態(tài) 二端測試電壓范圍在0 +5KV(直流). 26. 要再次測量時(shí)將峰值電壓旋紐(16)調(diào)回零點(diǎn)(保護(hù)指示燈滅)后再繼續(xù)測試. 27.掃描調(diào)零；調(diào)整掃描信號的起始點(diǎn)在零電位的位

11、置。 28.容性電流微調(diào);平衡(小電流擋時(shí))接線及元件對地的雜散電容所引起的失真。 29.二端測試電壓Vd(0 +5KV)輸出端. 30.接地端. 31.二端測試電壓(0 +5KV)電壓接入指示. 32.測試選擇開關(guān):開關(guān)可以轉(zhuǎn)換左右兩邊被測管。 33.可以配合香蕉插頭連接被測半導(dǎo)體管。 34.被測管插座。 35.回流端插座;計(jì)量Y軸集電極電流時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流輸入端. 36 37 38 4039 4131 33 圖3 36.X增益;可配合X軸"校整""零點(diǎn)""滿度"以調(diào)準(zhǔn)偏轉(zhuǎn)幅度。 37.Y增益;可配合Y軸"校整"&qu

12、ot;零點(diǎn)""滿度"以調(diào)準(zhǔn)偏轉(zhuǎn)幅度。 38.階梯調(diào)零; 調(diào)整階梯信號的起始點(diǎn)在零電位的位置。 39.電源插座;通過電源連接線接到電源。 40.電源導(dǎo)向開關(guān);配合"容性電流微調(diào)"起到減小雜散電容所引起的失真。 41.電源保險(xiǎn)管座;內(nèi)裝1A保險(xiǎn)管。 注意事項(xiàng)在全面了解本機(jī)各個(gè)控制開關(guān)及旋紐之后,下面便可實(shí)際操作,首先要注意以下幾點(diǎn): A.每此開機(jī)前,首先檢查電源連線是否連接良好,要將"測試選擇"開關(guān)置"關(guān)"檔位,集電極掃描信號中的"峰值電壓"旋紐置零位置(逆時(shí)針璇到底).嚴(yán)禁在"

13、峰值電壓"旋紐調(diào)高以后短路"E"."C"兩端,或"B"."C"兩端。 B.在大電流測試和在高壓測試時(shí),為保證器件安全和測試精度,應(yīng)盡量縮短加電時(shí)間,而且不能在測試狀態(tài)下轉(zhuǎn)換各種開關(guān),如需要改變測試狀態(tài),應(yīng)先將掃描峰值電壓鈕旋至最小,然后將測試選擇開關(guān)置中間關(guān)斷位置.C.在兩端測試時(shí),必須將”集電極掃描信號”部分極性置”+”;首先要將被測器件連接好,再轉(zhuǎn)入測試狀態(tài)(Vd-5KV紅色指示燈亮).在本項(xiàng)測試狀態(tài)下和掃描電壓大于20V檔位的狀態(tài)嚴(yán)禁操作者的任何部位接觸被測器件和測試端子及金屬帶電部件以保證人身安全

14、. 嚴(yán)禁在"峰值電壓"調(diào)高以后短路輸出端.為保證被測器件安全,在高壓測試時(shí)Y軸電流擋盡量選擇小一些.兩端測試電壓不能超過5000V(500V/度×10度)后繼續(xù)往高調(diào).D.在測試高頻半導(dǎo)體管輸出特性時(shí),有可能產(chǎn)生自激震蕩,使波形不平坦,出現(xiàn)失真,或顯示不清晰此時(shí),可用適當(dāng)容值的電容(如1003000Pf)接在被測管的B.E間,消除自激震蕩. 開機(jī)前先將各控制機(jī)構(gòu)調(diào)定如下: 輝度,聚焦,輔助聚焦 適中 Y軸選擇開關(guān) - - 階梯 X軸選擇開關(guān) - 2V/度(Vc) 零電流,零電壓開關(guān) - 正常 階梯極性 - 正 級/簇 - 10 集電極掃描極性 - 正峰值電壓范圍

15、- 0 20V 峰值電壓 - 0V 功耗限制電阻 - 2K 然后接通電源預(yù)熱15分鐘,如果本機(jī)是第一次開葙使用應(yīng)先進(jìn)性功能檢查以判斷儀器是否經(jīng)過運(yùn)輸發(fā)生故障. A.將X,Y校正按入"零點(diǎn)"按入"滿度"光點(diǎn)應(yīng)移至標(biāo)尺的右上角調(diào)節(jié)輝度和聚焦旋紐,光點(diǎn)應(yīng)有相應(yīng)的變化. B.檢查水平及垂直的移位旋紐,應(yīng)符合2.2.1B和2.2.2.B的規(guī)定. C. Y軸測試選擇波段開關(guān)選至"階梯",X軸測試選擇波段開關(guān)選至"Vc-1V/度調(diào)整集電極電壓旋鈕使水平掃線條滿十度,11條掃線即10級階梯信號,最下端一條為0及階梯.(如圖4) 圖4 D.分

16、別調(diào)節(jié)階梯開關(guān),"階梯極性""階梯幅度"鈕.應(yīng)有相應(yīng)的變化. E.置"階梯極性"為"+" "級/族"為10, X,Y軸測試選擇均為"階梯". 圖像如圖5 F.旋轉(zhuǎn)水平"Vb"的六個(gè)檔位,圖像應(yīng)有相應(yīng)的變化.然后置水平為2V(Vc),垂直為50mA/度,將功耗限制電阻阻值從0逐步增加,水平掃線有所縮短. G.在測試盒左C,E之間跨接一個(gè)10的電阻,應(yīng)顯示一條斜線,再將功耗限制電阻從0逐步增加至2K,斜線應(yīng)逐級縮短. H.將Y 軸測試選擇波段開關(guān)從50mA當(dāng)調(diào)

17、到10mA擋,圖像斜率應(yīng)于相應(yīng)的變化; I.選擇集電極掃描電源(基極階梯信號源)極性開關(guān)從"+"極性調(diào)到"-"極性,圖像應(yīng)分別有相應(yīng)的變化. 圖5 4.3.2.應(yīng)用舉例 在此舉幾個(gè)常規(guī)的例子,應(yīng)本儀器測試范圍寬,由于篇幅有限不可能面面俱到,希望使用者根據(jù)測試原理及本機(jī)能力自行開發(fā). 集電極掃描電源,基極階梯信號源和X,Y放大系統(tǒng)都可以獨(dú)立使用,但不能超越其承受功率和測試范圍. 現(xiàn)以3DG182為例,進(jìn)行幾項(xiàng)參數(shù)的測試:22 圖6 各開關(guān)所置擋位: Y軸選擇開關(guān) - 1mA/度 X軸選擇開關(guān) - 2V/度(Vc) 零電流,零電壓開關(guān) - 正常 階梯極性-

18、正 級/簇 - 10 集電極掃描極性 - 正 功耗限制電阻 - 1K 峰值電壓范圍 - 0 - 20V 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)至零點(diǎn)后將測試選擇開關(guān)'撥到被測管一邊 逐漸調(diào)高集電極掃描電壓得到圖6曲線,根據(jù)坐標(biāo)刻度所在檔位讀出Ic值.根據(jù)階梯選擇開關(guān)得到Ib值.將X軸測試選擇波段開關(guān)置0.2V(Vc)擋,在一定的Ic處可從X軸上直接讀取. C.輸入特性-H11 將半導(dǎo)體管的管腳插在測試盒的左插座上各開關(guān)所置擋位: Y軸選擇開關(guān) - 階梯 X軸選擇開關(guān) - 0.2V/度(Vb) 零電流,零電壓開關(guān) - 正常 階梯極性- 正 級/簇 - 10 集電極掃描極性 - 正 功耗限制電阻 - 100

19、 峰值電壓范圍 - 0 - 20V 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)至零點(diǎn)后將測試選擇開關(guān)'撥到被測管一邊 圖7 逐漸調(diào)高集電極掃描電壓得到圖7曲線,根據(jù)器件的使用情況,讀出Ib.Vb的增量值,便可計(jì)算出輸入阻抗. 將階梯信號部分選至Ib=0擋,選擇適當(dāng)?shù)墓南拗齐娮?逐漸加大水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)(Vc)和集電極掃描電壓,掃線拐點(diǎn)處即為BVceo.見圖8.將所需的外接電阻接在測試盒的"B"和"E"插孔之間即刻測試BVcer和Icer.將階梯信號部分選至"Vb=0"可測BVces和Ices測試方法同D條. 圖8 測量共基極特性時(shí),將被測管腿E,B位

20、置互換插入管座;還以3DG182D為例. 圖9各開關(guān)所置擋位: Y軸選擇開關(guān) - 1mA/度 X軸選擇開關(guān) - 2V/度(Vc) 零電流,零電壓開關(guān) - 正常 階梯極性- 負(fù) 級/簇 - 10 集電極掃描極性 - 正 功耗限制電阻 - 1K 峰值電壓范圍 - 0 - 20V 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)至零點(diǎn)后將測試選擇開關(guān)'撥到被測管一邊 調(diào)整"峰值電壓"旋紐便可得到圖9的共基極特性曲線. G.二極管及穩(wěn)壓二極管的正反相測試同BVceo,只是二極管的兩極相應(yīng)插在C,E兩插孔即可. 現(xiàn)以為3DJ6G例, 進(jìn)行幾項(xiàng)參數(shù)的測試: 圖10各開關(guān)所置擋位: Y軸選擇開關(guān) - X軸選

21、擇開關(guān) - 階梯 階梯極性- 負(fù) 零電流,零電壓開關(guān) - 正常 集電極掃描極性 - 正 功耗限制電阻 - 100 峰值電壓范圍 - 0 - 20V 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)至零點(diǎn)后將測試選擇開關(guān)'撥到被測管一邊 調(diào)整"峰值電壓"旋紐便可得到圖10的轉(zhuǎn)移特性曲線.從曲線中可讀出飽和漏電流值與夾斷電壓值. 圖11 各開關(guān)所置擋位: X軸選擇開關(guān) - 1V/度(Vc) 其余檔位同上 現(xiàn)以1N4007為例, 進(jìn)行反向電壓的測試.用高壓連接線接入被測管-輸出端接被測管負(fù)端、地線端接被測管正端。注意：峰值電壓范圍按鍵（按入）選至5000V后，嚴(yán)禁操作者的任何部位接觸被測器件和測試端

22、子以保證人身安全.峰值電壓調(diào)節(jié)旋紐必須調(diào)回零點(diǎn)。各開關(guān)所置擋位: Y軸選擇開關(guān) - 1uA/度 X軸選擇開關(guān) - Vd - 200v/度 集電極掃描極性 - 正 峰值電壓范圍 - 0 +5000V 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)整"峰值電壓"旋紐便可使光店在坐標(biāo)中移動.從光點(diǎn)移動幅度可讀出擊穿電壓值（在規(guī)定的電流條件下）.5.檢查和計(jì)量 本機(jī)使用六個(gè)月后,應(yīng)對其主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行必要的檢查和計(jì)量,以保證本機(jī)的精度,所需的設(shè)備如下: A.圖示儀校準(zhǔn)儀- BJ4801 1臺B.數(shù)字多用表 - 3020/4410 1臺C.高壓探頭 - FLUKE 80K-6 1個(gè) 5.2. 校準(zhǔn)電壓檢測 整

23、機(jī)預(yù)熱15分鐘后,用四位半數(shù)字電壓表(DC擋) 直接檢測校準(zhǔn)電壓。Y軸測試點(diǎn)為: Y軸測試選擇開關(guān)第三層的主刀,測試時(shí)要將Y軸'滿度"鍵按下, X軸測試點(diǎn)為: X軸測試選擇開關(guān)第三層的主刀. 擋位與標(biāo)準(zhǔn)值: 表 3標(biāo)準(zhǔn)值檔位誤差 (%)標(biāo)準(zhǔn)值檔位誤差 (%)0.5V(Y)5uA(Ic)1%10V (X)1V (Vb)1% (Y)2uA(Ic)1%5V (X)0.5V (Vb)1% (Y)1uA(Ic)1%2V (X)0.2V (Vb)1%1V (X)0.1V (Vb)1% (X)0.05V(Vb)1% (X)0.02V(Vb)1% 如需要調(diào)整校準(zhǔn)電壓,可調(diào)整X軸或Y軸相對應(yīng)的

24、(校正按鍵印制板上)微調(diào)電位器.在校準(zhǔn)前首先將零點(diǎn)-滿度的偏轉(zhuǎn)幅度調(diào)整好在校準(zhǔn)前首先將零點(diǎn)-滿度的偏轉(zhuǎn)幅度調(diào)整好 將校準(zhǔn)儀輸出電壓 Vc送入圖示儀 C. E端,同步調(diào)節(jié)(由低到高)圖示儀,校準(zhǔn)儀 Vc 鈕及偏差表微調(diào)鈕,使屏幕光點(diǎn)在水平方向向左運(yùn)行幅度為十度,此時(shí)偏差表讀數(shù)(%)即為被檢查電壓誤差值,注: 檢測Vc項(xiàng)目中,各開關(guān)所設(shè)置擋位: Y軸選擇開關(guān) - 50mA/度 X軸選擇開關(guān) - 0.02-20V/度(Vc) 功耗限制電阻 - 1M 峰值電壓范圍 - 5KV 峰值電壓調(diào)節(jié) - 調(diào)至零點(diǎn) 測試選擇開關(guān) - 校準(zhǔn)儀輸入一邊 將校準(zhǔn)儀輸出電壓 Vb送入圖示儀 B. E端,同步調(diào)節(jié)(由低到高)圖示儀,校準(zhǔn)儀 Vb 鈕及偏差表微調(diào)鈕,使屏幕光點(diǎn)在水平方向向左運(yùn)行幅度為十度,此時(shí)偏差表讀數(shù)(%)即為被