半導(dǎo)體管特性圖示儀Y軸集電極電流倍率及階梯電流的檢定

/濟(jì)南鐵路局計(jì)量所

0 引言

半導(dǎo)體管特性圖示儀是一種能在示波器屏幕上觀察和測試半導(dǎo)體管特性曲線和直流參數(shù)的測量儀器，具有廣泛性、直觀性、全面性、準(zhǔn)確性等特點(diǎn)，使用面極為廣泛，晶體管、場效應(yīng)管、光電管、可控硅、三極管、二極管等，幾乎所有的二端、三端的半導(dǎo)體器件均可進(jìn)行觀察和測試。圖示儀不是用表頭、指針讀測數(shù)據(jù)，而是將半導(dǎo)體管的特性直接顯示在示波管的屏幕上，一目了然?？芍苯幼x數(shù)進(jìn)行分析、比較、挑選和配對。調(diào)整置于器件各端的電壓值，可對半導(dǎo)體器件的所有直流參數(shù)進(jìn)行測試。直接讀測被測參數(shù)，測量準(zhǔn)確度較高。圖示儀作為一種通用儀器需要進(jìn)行量值溯源，但是圖示儀的檢定與其他的通用儀器相比有其特殊之處，尤其是圖示儀Y軸集電極電流倍率及階梯電流的檢定。針對其檢定的特殊性和復(fù)雜性，下文簡要介紹通用的檢定方法。

1 工作正常性檢查

被檢圖示儀所有旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，波段開關(guān)跳步清晰，定位準(zhǔn)確。調(diào)整被檢圖示儀“輝度”、“聚焦”和“輔助聚焦”旋鈕，被檢圖示儀的X軸、Y軸位移機(jī)構(gòu)能使光點(diǎn)在屏幕有效工作面內(nèi)作平滑移動(dòng)。集電極掃描信號(hào)峰值電壓的調(diào)節(jié)應(yīng)連續(xù)均勻，極性正確。適當(dāng)調(diào)整掃描“幅度”、X軸（VC）電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù)（V/度）和Y軸（IC）電流偏轉(zhuǎn)因數(shù)（A/度）。圖示儀能正常顯示各類半導(dǎo)體管的有關(guān)低頻特性曲線。

檢定前的各開關(guān)和旋鈕放置在初始檔位。初始檔位的放置見表1

表1 初始檔位

2 測試檢定

2.1 Y軸集電極電流倍率

按圖1連接電路，按表2將各旋鈕置于合適位置，將Y軸集電極電流檔級置于產(chǎn)品說明書規(guī)定的基本量程檔級，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)直流電流源，使其輸出值為被測集電極電流檔級的N倍（度），然后將集電極電流倍率置于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，并調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)直流電流源，使其輸出值為被測集電極電流檔級乘以倍率值的N倍（度）?？墒蛊漭敵鰹榛玖砍虣n級值的10倍乘以倍率值。

圖1 集電極電流測試檢定連接圖

表2 Y軸集電極電流倍率檢定旋鈕位置

調(diào)節(jié)有關(guān)旋鈕和開關(guān)并讀取數(shù)據(jù)，則此時(shí)Y軸集電極電流倍率為

Y軸集電極電流倍率誤差為

式中：K— 倍率的實(shí)測值；

K0— 倍率的額定值；

H— 經(jīng)倍率后，對輸入改變額定倍率的偏轉(zhuǎn)顯示幅度；

H0— 未經(jīng)倍率時(shí)，偏轉(zhuǎn)顯示幅度。

2.2 階梯電流

按照圖2連接，將示波器Y軸衰減開關(guān)置于100 μV/度檔級，YA、YB輸入端同時(shí)接地，調(diào)節(jié)Y軸“位移”，使示波器掃描線位于X軸中心位置。將圖示儀階梯選擇置于階梯電流最小檔級，階梯作用開關(guān)置于“重復(fù)”，階梯級數(shù)為10級/簇。精密電阻箱取值見表3。標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源輸出為0 V,其極性與階梯性一致。

將示波器YA、YB輸入端置于“DC耦合”。調(diào)節(jié)圖示儀“階梯調(diào)零”，使階梯起始電平位于示波器Y軸中心位置。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源，使其輸出為10級階梯標(biāo)準(zhǔn)電流流過精密電阻所產(chǎn)生的電壓值，此時(shí)僅有第10級階梯電平位于示波器Y軸中心位置附近。然后微調(diào)標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源，使第10級階梯電平位于示波器Y軸中心位置。讀取標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源輸出值，此時(shí)總階梯電流幅度誤差為

圖2 階梯電流檢定連接

表3 階梯電流檔級與精密電阻值

式中：A— 標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源輸出值；

A0— 10級階梯標(biāo)稱電流流過精密電阻所產(chǎn)生的電壓值；

按上述方法，對階梯電流各檔級總幅度進(jìn)行檢測。

3 結(jié)語

半導(dǎo)體管特性圖示儀Y軸集電極電流倍率及階梯電流的檢定，是半導(dǎo)體管特性圖示儀測試檢定中很重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，直接關(guān)系到半導(dǎo)體管特性圖示儀的使用，影響半導(dǎo)體管特性圖示儀對二端、三端的半導(dǎo)體器件的觀察和測試。在實(shí)際檢定中，應(yīng)針對圖示儀型號(hào)的不同和使用檢定標(biāo)準(zhǔn)的不同，視具體情況，選擇性地選用本方法。

[1]全國電子測量儀器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 13974-1992 [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[2]浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJG(浙)4-2007[S].杭州，2007.

[3]趙中義.半導(dǎo)體管特性圖示儀原理、維修、檢定與應(yīng)用[J].北京：電子工業(yè)出版社，1994.