图示仪是一种用于测量各种半导体管特性曲线和静态参数的测量仪器,具备外形轻巧,操作简单,性能稳定可靠,性价比较高的特点,能满足部分器件的测试要求。适合工厂生产线、教学实验和电子设备等领域使用。
图示仪的工作原理
图示仪测量原理并不是用锯齿波、阶梯波形式测量,而是像人工测量那样,逐点逐点静态测量,再将数据点连起来即曲线。只不过是用电脑代替人手,加快测量速度、并且在电脑上显示出来而已。
一般兼顾测量P型和N型的电路是如下电路,用双极性电源供电。
被测管的发射极是地,集电极、基极接可变电压发生器,
为兼顾测量P型和N型,所以集电极、基极的可变电压发生器需要用OCL放大器制作,
例如由正负20V供电,那么被测管CE两端电压最多只有20V,觉得利用率较低
另外能够测量双极性电压的AD转换器较少,价格远远比单极性的AD转换器贵得多,但单极性AD转换器测量负极性电压时,需要先用运放乘以-1,进行极性变换。
DAC也是一样,大部分DAC都是输出单极性的电压,也要变成双极性才能驱动被测管。
所以加起来的电路就复杂得多了。
而本系统采用浮动发射极驱动方式,被测管E极不是接地,而是接到一个可控电压源上。
测量N型管时,设置接E极的电压源为对地0V,驱动被测管C极的是对地0~40V,B极对地是0~40V。那么得到的效果就是被测管Vce两端可以达到40V。
测量P型管时,设置接E极的电压源为最高的电源电压40V,被测管C极的电压为40~0V,B极也是40~0V,那么得到的效果就是被测管Vce两端仍旧最高可以达到-40V。
测量P-JFET管时,设置接E极的电压源为30V,被测管C的电压为30~0V,栅极B的电压为30~40V,那么得到的效果就是DS之间电压0~-30V,GS之间电压0~+10V
测量N-JFET也如此类推。
用这种浮动发射极驱动方式,只需一个单极性的40V电源,要测量的电压也全部是对地单极性的,DAC也是单极性的,因此硬件电路可以大大简化。用这种方式,只需一个40V电源,被测管CE两端电压可以达到0~正负36V,电压利用率大大提高。
为扩展测量范围,集电极电流采样电阻设成4档,最大相差3000倍,并且ADC采用14bitAD转换器,因此覆盖的集电极测量范围0.1uA~正负3A以上
同样基极电流采样电阻也分成4档,最大相差1000倍,因此基极电流测量范围0.01uA~正负100mA
被测管CE两端电压最大为36V(或者-36V)(40V供电下)
测量过程中全部自动化,只需按BCE管脚各自对应方式插入插座,点一下即可测出曲线来。
图示仪的测量范围
通过示波器荧光屏的刻度可以直接观测半导体管的共集电极,共基板和共发射极的输入特性,输出特征,转换特征,β参数以及α参数等,并可根据需要,测量半导体管的其他各项极限特性与击穿特性参数,如反向饱和电流Icbo,Iceo和各种击穿电压BVceo、BVcbo、BVebo等。
最高灵敏度可达10nA/div,最小阶梯电流可达0.1μA/级。
这里有四种h参数自动转换和测试A、B自动转换机构。可以从示波管的荧光屏上自动显示同一只半导体管的四种h参数,也可以同时进行二只半导体管的四种h参数自动比较或任选的两种h参数自动比较。
Y轴
集电极电流范围:1μA-200mA/div ,按1、2、5顺序分17档,误差≤±3%
漏电流范围:10nA-500nA/div,按1、2、5顺序分6档,误差≤±10%
基极源电压:0.01V-1V/div,按1、2、5顺序分7档,误差≤±3%
X轴
集电极电压范围:0.01V-50V/div ,按1、2、5顺序分12档,误差≤±3%
基极电流或基极源电压:0.1V/div ,误差≤±3%
阶梯信号
阶梯电流范围:0.1μA/级-20mA/级 ,按1、2、5顺序分17档,误差≤±5%
阶梯电压范围:0.01V/级-1V/级 ,按1、2、5顺序分7档,误差≤±5%
阶梯极性:正、负两档,由测试盒NPN,PNP转换开关实现
串联电阻:0-300KΩ,按1,3顺序分为11档,误差≤±5%
每秒级数:200
阶梯输入:正常、零电压、零电流三档
集电极扫描信号
峰值电压及电流容量:0-50V 2A(峰值) 0-500V 0.2A(峰值)
功耗限制电阻:0-500KΩ ,按1、2、5顺序分19档,误差≤±5%
校准电压:可进行
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