用晶体管特性图示仪测试晶体管主要参数
一．实验目的
掌握晶体管特性图示仪测试晶体管的特性和参数的方法。
二．实验设备
（1）XJ4810晶体管特性图示仪
（2）QT 2晶体管图示仪
（3）3DG6A 3DJ7B 3DG4
三．实验原理
1．双极型晶体（以3DG4NPN 管为例）输入特性和输出特性的测试原理
（1）输入特性曲线和输入电阻i R ，在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输入电压和输入电流之比为i R ，即
＝常数CE V B BE
i I V R ∂∂= （1.1）
它是共射晶体管输入特性曲线斜率的倒数。
例如需测3DG 4在V CE ＝10时某一作点Q 的R 值，晶体管接法如图1.1所示。
各旋扭位置为
峰值电压%
80% 峰值电压范围
0～10V 功耗电阻
50Ω X 轴作用
基极电压1V/度 Y 轴作用 阶梯选择
μ20A/极 级/簇
10 串联电阻
10K 集电极极性 正（+）
把X 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后X 轴作用扳回基极电压0.1V/度，即得CE V ＝10V 时的输入特性曲线。
这样可测得图1.2：
V CE V B BE
i I V R 10=∆∆= （1.2）
根据测得的值计算出i R 的值
图1.1晶体管接法 图1.2输入特性曲线 （2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、FE h
在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输入电流增量之比为共射晶体管交流电流放大系数β。
在共射电路中，输出端短路时，输出电流和输入电流之比为共射晶体管直流电流放大系数FE h 。
晶体管接法如图1.1所示。
旋扭位置如下：
峰值电压范围
10V 峰值电压%
80% 功耗电阻
250Ω X 轴
集电极电压1V/度 Y 轴
集电极电流2mA/度 阶梯选择
μ20A/度 集电极极性 正（+）
得到图1.3所示共射晶体管输出特性曲线，由输出特性曲线上读出V V CE 5=时第2、4、6三根曲线对应的C I ，B I 计算出交流放大系数B
C I I ∆∆=β （1.3） FE h >β主要是因为基区表面复合等原因导致小电流β较小造成的，β、FE h 也可用共射晶体管的转移特性（图1.4）进行测量只要将上述的X 轴作用开关拨到“基极电流或基极源电压”即得到共射晶体管的转移特性。
这种曲线可直接观察β的线性好坏。
C
B
E
图1.3 共射晶体管输出特性曲线 图1.4共射晶体管的转移特性
2．N 沟道结型场效应管（3DJ7）DSS I 、P V 、m g 的测试原理
使用XJ4810半导体管特性图示仪配上XJ27100场效应管配对测试台检测场效应管的直参数比较直观方便。
（1）最大饱和电流（DSS I ）
当栅0=GS V ，漏电压DS V 足够大时，对应的漏源饱和电流，为最大饱和电流。
它反映场效应管零栅压时原始沟道的导电能力，显然这一参数只对耗型管才有意义。
对于增强型管，由于0=GS V 时尚未开启，当然就不会有饱和电流。
（2）跨导（m g ）跨导是漏源电压一定时，栅压微分增量与由此而产生的漏电流微分增量之比。
即
DS V GS DS
m V I g ∂∂= （1.4）
跨导表征栅电压对漏电流的控制能力。
是衡量场效应管放大作用的重要参数。
类似于双极管的电流放大系数，测量方法也很相似。
跨导常以栅压变化1V 时漏电流变化多少微安或毫安表示，它的单位是西门子，用S 表示1S ＝1A/V 。
（3）夹断电压P V 和开启电压T V ，夹断数电压P V 是对耗尽型管而言。
它表示在一定漏源电压DS V 下，漏极电流减小到接近于零（或等于一规定数值，如A μ10）时的栅源电压。
开启电压T V 是对增强型管而言，它表示在一定漏极电压DS V 下开始有漏电流时的栅源电压值。
（4）输出特性及参数测量
仪器面板各旋钮位置如下：
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 I C (mA)
10
I B (mA)
峰值电压范围0～10V
集电极扫描极性正（＋）
功耗电阻250Ω
X轴作用集电极电压1V/度
Y轴作用集电极电流1mA/度
阶梯作用重复μ
200A/度
阶梯级性负（－）
阶梯选择0.2V/度
上述旋钮调好后可得到图1.5所示0
≤
GS
V输出曲线。
图 1.5输出曲线
①
DSS
I测量（条件V
V
GS
=，V
V
DS
10
=）
在负栅压情况下，取最上面输入特性曲线（0
=
GS
V）它对应于X轴10
=
DS
V
时的Y轴电流，便为
DSS
I值。
另一种方法是，将零电压与正常键置在“零电压”处，荧光屏只显示0
=
GS
V
的一根曲线，可读得10
=
DS
V时的
DSS
I值。
②
m
g测量（条件：0
=
GS
V，10
=
DS
V）
一般情况下的测量最大
m
g值，即测量
DSS
DS
I
I=时的
m
g值。
在图中0
=
GS
V的曲线上，对应V
V
GS
10
=的点可得：
10
=
∆
∆
=
DS
V
GS
DS
m V
I
g（1.5）
③
P
V测量
利用负栅压时的输出特性，从最上面一条曲线向下数，每条曲线间隔-0.2V
栅压，一直数到
DS
I近示零（对应于V
V
DS
10
=处）便为
P
V值。
（5）转移特性及其参数测量
在上述旋钮位置中只将X 轴作用置于基极电流或基极源电压。
可得到转移特性曲线图形。
由于测量各参数的条件之一为V V DS 10=，因而需将漏极电压调整到10V 。
调整方法是：将X 轴扳回到集电极电压2V/度，光点移至坐标左下角，然后调节峰值电压，便得到输出特性曲线，使0=GS V 的最上面一条曲线向右延伸至10V 。
再针X 轴作用扳回“基极电流或基极源电压”，光点移回右下角，即可得图1-6中，10≤GS V 的曲线，注意在测量过程中，不要再调节峰值电压旋钮，否则V V GS 10=的测量条件将改变。
图1.6转移特性曲线
此时，曲线与坐标右侧线（0=GS V ）的交点为DSS I ，曲线斜率为gm ，DS I 接近0时对应的GS V 值为P V
四．实验步骤
1．接通电源，指示灯发亮，预热3～5分钟后使用。
调整辉度以适中的亮度，调节聚焦使亮线(或亮点)清晰。
2．将集电极在全部旋钮都调到预见需要的范围
3．y 轴作用调到需读测范围
4．x 轴作用调到需读测范围
5．阶梯信号调到需读测范围
6．被测管未测之前，应首先调整阶梯信号的起始级在零电位的位置。
当荧光屏上已观察到基极阶梯信号后，再按下“零电压”，观察光点停留在荧屏上的位置，复位后调节“阶梯调零”控制器，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，这样阶梯信号的零电压即被准确地校准。
五、实验结果分析
双极性晶体管的参数
1．输入电阻
共射晶体管的输入特性曲线如下：
由图中可以读出ΔV BE=0.008V ，ΔI B=0.02mA，所以由（1.2）可以算出R i=400Ω2.交流放大倍数
共射晶体管的输出特性曲线如下：
由图中可以读出ΔIc=2mA，ΔI B=0.02mA所以由（1.3）可以算出β=100
共射晶体管的转移特性曲线如下：
由图中可以读出ΔIc=2.2mA ，ΔI B=0.02mA，所以由（1.3）可以算出β=110
N沟道结型场效应管的参数
1.最大饱和电流
结型场效应管的输出特性曲线如下：
从图中可以读出I DSS=6.8mA
2.跨导
结型场效应管的转移特性曲线如下：
从图中可以读出ΔI DS=0.6mA，ΔV GS=0.2V，由（1.5）可以算出跨导g m=0.3mS 六、实验感想
通过本次实验，我对晶体管以及场效应管的参数有了更进一步的了解，对其工作原理以及工作过程有了更加深刻的印象。
实验操作比较简单，关键是对仪器的使用，由于做实验的机会非常之少，接触以及使用仪器的机会也不是很多，所以只能是每次实验的时候都要再重新学习抑或温习。
因此应该珍惜每次的实验机会，掌握住仪器的使用，以便下次使用时能比较方便。
做实验需要非常仔细，认真做好实验数据记录，再做好实验报告。