晶体管特性测试仪如何使用?(晶体管测试仪作用及使用注意事项）

　　一、摘要

　　晶体管测量仪器是以通用电子测量仪器为技术基础，以半导体器件为测量对象的电子仪器。用它可以测试晶体三极管（NPN型和PNP型）的共发射极、共基极电路的输入特性、输出特性；测试各种反向饱和电流和击穿电压，还可以测量场效管、稳压管、二极管、单结晶体管、可控硅等器件的各种参数。下面以XJ4810型晶体特性图示仪为例介绍晶体管图示仪的使用方法。

　　二、晶体管测试仪作用

　　可测试仪性能稳定，能自动读出准确数据，使用方便，适用于电子爱好者、电子开发者、设计者、与电子维修者必需小仪器。它可测各种二极管，三极管，可控硅，MOS场效应管；能判断器件类型，引脚的极性，输出HFE，阀电压，场效应管的结电容，附加条件可测电容和电阻等。特别适合晶体管配对和混杂表贴元件识别。

　　三、XJ4810型晶体管特性图示仪面板功能介绍

　　XJ4810型晶体管特性图示仪面板如图A-23所示：

　　1. 集电极电源极性按钮，极性可按面板指示选择。

　　2. 集电极峰值电压保险丝：1.5A。

　　3. 峰值电压%：峰值电压可在0～10V、0～50V、0～100V、0～500V之连续可调，面板上的标称值是近似值，参考用。

　　4. 功耗限制电阻：它是串联在被测管的集电极电路中，限制超过功耗，亦可作为被测半导体管集电极的负载电阻。

　　5. 峰值电压范围：分0～10V/5A、0～50V/1A、0～100V/0.5A、0～500V/0.1A四挡。当由低挡改换高挡观察半导体管的特性时，须先将峰值电压调到零值，换挡后再按需要的电压逐渐增加，否则容易击穿被测晶体管。

　　AC挡的设置专为二极管或其他元件的测试提供双向扫描，以便能同时显示器件正反向的特性曲线。

　　6. 电容平衡：由于集电极电流输出端对地存在各种杂散电容，都将形成电容性电流，因而在电流取样电阻上产生电压降，造成测量误差。为了尽量减小电容性电流，测试前应调节电容平衡，使容性电流减至最小。

　　7. 辅助电容平衡：是针对集电极变压器次级绕组对地电容的不对称，而再次进行电容平衡调节。

　　8. 电源开关及辉度调节：旋钮拉出，接通仪器电源，旋转旋钮可以改变示波管光点亮度。

　　9. 电源指示：接通电源时灯亮。

　　10. 聚焦旋钮：调节旋钮可使光迹最清晰。

　　11. 荧光屏幕：示波管屏幕，外有座标刻度片。

　　12. 辅助聚焦：与聚焦旋钮配合使用。

　　13. Y轴选择（电流/度）开关：具有22挡四种偏转作用的开关。可以进行集电极电流、基极电压、基极电流和外接的不同转换。

　　14. 电流/度×0.1倍率指示灯：灯亮时，仪器进入电流/度×0.1倍工作状态。

　　15. 垂直移位及电流/度倍率开关：调节迹线在垂直方向的移位。旋钮拉出，放大器增益扩大10倍，电流/度各挡IC标值×0.1，同时指示灯14亮。

　　16. Y轴增益：校正Y轴增益。

　　17. X轴增益：校正X轴增益。

　　18.显示开关：分转换、接地、校准三挡，其作用是：

　　⑴转换：使图像在Ⅰ、Ⅲ象限内相互转换，便于由NPN管转测PNP管时简化测试操作。

　　⑵接地：放大器输入接地，表示输入为零的基准点。

　　⑶校准：按下校准键，光点在X、Y轴方向移动的距离刚好为10度，以达到10度校正目的。

　　19. X轴移位：调节光迹在水平方向的移位。

　　20. X轴选择（电压/度）开关：可以进行集电极电压、基极电流、基极电压和外接四种功能的转换，共17挡。

　　21. “级/簇”调节：在0～10的范围内可连续调节阶梯信号的级数。

　　22. 调零旋钮 ：测试前，应首先调整阶梯信号的起始级零电平的位置。当荧光屏上已观察到基极阶梯信号后，按下测试台上选择按键“零电压”，观察光点停留在荧光屏上的位置，复位后调节零旋钮，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，这样阶梯信号的零电位即被准确校正。

　　23. 阶梯信号选择开关：可以调节每级电流大小注入被测管的基极，作为测试各种特性曲线的基极信号源，共22挡。一般选用基极电流/级，当测试场效应管时选用基极源电压/级。

　　24. 串联电阻开关：当阶梯信号选择开关置于电压/级的位置时，串联电阻将串联在被测管的输入电路中。

　　25. 重复－－关按键：弹出为重复，阶梯信号重复出现；按下为关，阶梯信号处于待触发状态。

　　26. 阶梯信号待触发指示灯：重复按键按下时灯亮，阶梯信号进入待触发状态。

　　27. 单簇按键开关：单簇的按动其作用是使预先调整好的电压（电流）/级，出现一次阶梯信号后回到等待触发位置，因此可利用它瞬间作用的特性来观察被测管的各种极限特性。

　　28. 极性按键：极性的选择取决于被测管的特性。

　　29. 测试台：其结构如图A-24所示。

　　30. 测试选择按键：

　　⑴“左”、“右”、“二簇”：可以在测试时任选左右两个被测管的特性，当置于“二簇”时，即通过电子开关自动地交替显示左右二簇特性曲线，此时“级/簇”应置适当位置，以利于观察。二簇特性曲线比较时，请不要误按单簇按键。

　　⑵“零电压”键：按下此键用于调整阶梯信号的起始级在零电平的位置，见（22）项。

　　⑶“零电流”键：按下此键时被测管的基极处于开路状态，即能测量ICEO特性。

　　31、32. 左右测试插孔：插上专用插座（随机附件），可测试F1、F2型管座的功率晶体管。

　　33、34、35.晶体管测试插座。

　　36. 二极管反向漏电流专用插孔（接地端）。

　　37. 二簇移位旋钮：在二簇显示时，可改变右簇曲线的位置，更方便于配对晶体管各种参数的比较。

　　38. Y轴信号输入：Y轴选择开关置外接时，Y轴信号由此插座输入。

　　39. X轴信号输入：X轴选择开关置外接时，X轴信号由此插座输入。

　　40. 校准信号输出端：1V、0.5V校准信号由此二孔输出。

　　四、测试前注意事项

　　为保证仪器的合理使用，既不损坏被测晶体管，也不损坏仪器内部线路，在使用仪器前应注意下列事项：

　　1. 对被测管的主要直流参数应有一个大概的了解和估计，特别要了解被测管的集电极最大允许耗散功率PCM、最大允许电流ICM和击穿电压BVEBO、BVCBO 。

　　2. 选择好扫描和阶梯信号的极性，以适应不同管型和测试项目的需要。

　　3. 根据所测参数或被测管允许的集电极电压，选择合适的扫描电压范围。一般情况下，应先将峰值电压调至零，更改扫描电压范围时，也应先将峰值电压调至零。选择一定的功耗电阻，测试反向特性时，功耗电阻要选大一些，同时将X、Y偏转开关置于合适挡位。测试时扫描电压应从零逐步调节到需要值。

　　4. 对被测管进行必要的估算，以选择合适的阶梯电流或阶梯电压，一般宜先小一点，再根据需要逐步加大。测试时不应超过被测管的集电极最大允许功耗。

　　5. 在进行ICM的测试时，一般采用单簇为宜，以免损坏被测管。

　　6. 在进行IC或ICM的测试中，应根据集电极电压的实际情况选择，不应超过本仪器规定的最大电流，见表A-3。

　　表A-3 最大电流对照表

　　7. 进行高压测试时，应特别注意安全，电压应从零逐步调节到需要值。观察完毕，应及时将峰值电压调到零。

　　五、基本操作步骤

　　1. 按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。

　　2. 调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。

　　3. 将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。

　　4. 对X、Y轴放大器进行10度校准。

　　5. 调节阶梯调零。

　　6. 选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。

　　7. 插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。

　　六、测试实例

　　1. 晶体管hFE和β值的测量

　　以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 hFE的测试条件为VCE =1V、IC=10mA。将光点移至荧光屏的左下角作座表零点。仪器部件的置位详见表A-4。

　　逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线，如图A-26所示。读出X轴集电极电压Vce =1V时最上面一条曲线（每条曲线为20μA，最下面一条IB=0不计在内）IB值和Y轴IC值，可得

　　若把X轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到图A-27所示的电流放大特性曲线。即

　

　　PNP型三极管hFE和β的测量方法同上，只需改变扫描电压极性、阶梯信号极性、并把光点移至荧光屏右上角即可。

　　2.晶体管反向电流的测试

　　以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 ICBO、ICEO的测试条件为VCB、VCE均为10V。测试时，仪器部件的置位详见表A-5。

　　逐渐调高“峰值电压”使X轴VCB=10V，读出Y轴的偏移量，即为被测值。被测管的接线方法如图1-28，其中图A-28（a）测ICBO值，图A-28（b）测ICEO值、图A-28（c）测IEBO值。

　　表A-5 3DK2晶体管反向电流测试时仪器部件的置位

　　测试曲线如图A-29所示。

　　

　　图A-29 反向电流测试曲线

　　PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相同。可按测试条件，适当改变挡位，并把集电极扫描电压极性改为“—”，把光点调到荧光屏的右下角（阶梯极性为“+”时）或右上角（阶梯极性为“—”时）即可。

　　3.晶体管击穿电压的测试

　　以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 BVCBO、BVCEO、BVEBO的测试条件IC分别为100μA、200μA和100μA。测试时，仪器部件的置位详见表A-6。

　　逐步调高“峰值电压”，被测管按图A-30（a）的接法，Y轴IC=0.1mA时，X轴的偏移量为BVCEO值；被测管按图A-30（b）的接法，Y轴IC=0.2m A时，X轴的偏移量为BVCEO值；被测管按图A-30（c）的接法，Y轴IC=0.1mA时，X轴的偏移量为BVEBO值。

　　表A-6 3DK2晶体管击穿电压测试时仪器部件的置位

　　图A-31 反向击穿电压曲线（PNP）

　　PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相似。其测试曲线如图1-31所示。

　　4.稳压二极管的测试

　　以2CW19稳压二极管为例，查手册得知2CW19稳定电压的测试条件IR=3mA。测试时。仪器部件置位详见表A-7。

　　逐渐加大“峰值电压”，即可在荧光屏上看到被测管的特性曲线，如图A-32所示。

　　表A-7 2CW19稳压二极管测试时仪器部件的置位

　　读数：正向压降约0.7V，稳定电压约12.5V。

　　5.整流二极管反向漏电电流的测试

　　以2DP5C整流二极管为例，查手册得知2DP5的反向电流应≤500nA。测试时，仪器各部件的置位详见表A-8。

　　逐渐增大“峰值电压”，在荧光屏上即可显示被测管反向漏电电流特性，如图A-33所示。

　　读数：IR=4div×0.2μA×0.1（倍率）=80 nA

　　测量结果表明，被测管性能符合要求。

　　

　　图A-32 稳压二极管特性曲线 图A-33 二极管反向电流测试

　　表A-8 2DP5C整流二极管测试时仪器部件的置位

　　6.二簇特性曲线比较测试

　　以NPN型3DG6晶体管为例，查手册得知3DG6晶体管输出特性的测试条件为IC=10 mA、VCE=10V。测试时，仪器部件的置位详见表A-9。

　　将被测的两只晶体管，分别插入测试台左、右插座内，然后按表1-8置位各功能键，参数调至理想位置。按下测试选择按钮的“二簇”琴键，逐步增大峰值电压，即可要荧光屏上显示二簇特性曲线，如图A-34所示。

　　表A-9 二簇特性曲线测试时仪器部件的置位

　　当测试配对管要求很高时，可调节“二簇位移旋钮”（37），使右簇曲线左移，视其曲线重合程度，可判定其输出特性的一致程度。

　　

　　七、晶体管测试仪使用注意事项

　　①使用仪器前，应检查仪器有关旋钮位置， “测试选择”　　开关置于“关”， “峰值电压”旋钮调至零， “阶梯作用”置于“关”。

　　②开启电源，指示灯亮，预热5min。调整“标尺亮度”，观察时用红色标尺，摄影时用黄色标尺。调整“辉度”，使屏幕上光点和线条至适中的亮度。调整“聚焦”及“辅助聚焦”　　旋钮，使屏幕上显示清晰的线条或亮点。

　　③进行基极阶梯信号调零。将光点移至屏幕左下角作为坐标零点，进行基极阶梯信号调零。当荧光屏上出现基极阶梯信号后，按下测试台上的“零电压”键，观察光点停留在荧光屏上的位置。复位后调节“阶梯调零”旋钮，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，则基极阶梯信号的零位即被校准。

　　④根据被测管的类型（PNP型或NPN型）和接地形式（E接地或B接地），选择“极性”开关位置，然后插上被测晶体管。

　　⑤根据需要显示的醢线和需要测试的参数，选择相应的作用开关以及合适的量程，即可进行有关图形显示和参数测定。晶体管图示测试系统在运用的过程中：

　　a.测试时逐渐加大峰值电压，即可得到输出特性曲线。在测试中，由于晶体管的离散性较大，其输出特性曲线可能会超出屏幕坐标，此时可将Y轴作用开关置于其他挡位。由于输出特性曲线可以反映被测管特性的全貌，因此，可依此对晶体管性能的优劣迅速作出判断。

　　b.测量晶体三极管的h FE值。连接方法与调整同上，调整仪器的开关旋钮置于适当位置，即可得到k与，。关系的一条直线，根据^匝= A/C/A/B可求得晶体管的hFF值。

　　c.观察晶体三极管的输入特性曲线。使用晶体管特性图示仪观察晶体三极管的输入特性曲线的连接方法与调整同上。测试时，逐渐加大峰值电压，可得到晶体三极管的输入特性曲线。读出工作点Q处的基极电压UBE和基极电流厶的值，可得到输入电阻R。：尘UBE巩。：SVA/B（3）在操作使用JT-1型晶体管图示仪时，要注意以下几点。

　　总结：晶体管图示测试系统在使用的过程中应该遵从以上事项，并且仪器在长时间的使用中，由于元件老化和变值，有可能引起一定的误差，因此需要大家进行定期计量和维修。