CA4810A晶體管特性圖示儀原理及測(cè)量三極管輸出特性曲線的步驟

◆于彭波 楊培雙

作者：于彭波，副教授，威海職業(yè)學(xué)院工業(yè)技術(shù)系；楊培雙，威海職業(yè)學(xué)院（264210）。

1 引言

在從事電工電子工作中，會(huì)遇到用晶體管特性圖示儀測(cè)量晶體管的特性曲線，以得到晶體管的多種參數(shù)。職業(yè)院校學(xué)生參加維修電工高級(jí)工技能鑒定時(shí)，也會(huì)遇到晶體管特性圖示儀使用。本文介紹CA4810A晶體管特性圖示儀原理和測(cè)量晶體管特性曲線的步驟。

2 原理

晶體管特性圖示儀是一種能在熒光屏上直接顯示晶體管各電極間電壓和電流關(guān)系的各種特性曲線的專用儀器，通過(guò)熒光屏上的刻度鈕位置可直接讀出具體有關(guān)參數(shù)及極限參數(shù)。晶體管特性圖示儀由一套示波器電路、階梯波電壓發(fā)生器、集電極掃描電壓發(fā)生器等特殊電路構(gòu)成。要在一個(gè)坐標(biāo)系中顯示出晶體管的特性曲線，必須測(cè)出兩個(gè)參數(shù)。雖然不同的特性曲線的參數(shù)不同，但其基本原理是相同的，以測(cè)量三極管的共發(fā)射極電路的輸出特性曲線為例進(jìn)行介紹。三極管共發(fā)射極電路的輸出特性曲線是當(dāng)基極電流IB為常數(shù)時(shí)，集-射間的電壓UCE變化時(shí)，集電極電流IC如何隨之變化的曲線，

集電極電壓UCE由集電極掃描電壓發(fā)生器產(chǎn)生，它采用工頻電壓經(jīng)全波整流之后來(lái)獲得，電壓每秒鐘脈動(dòng)100次，電壓每脈動(dòng)一次可以做來(lái)回的兩次掃描，則每秒鐘就可作200次掃描。用于晶體管的集電極電壓或測(cè)試晶體管的耐壓階梯波電壓由階梯波電壓發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)基極電阻轉(zhuǎn)換成電流IB。它是來(lái)自電源變壓器的50 Hz的正弦波經(jīng)處理之后，加到四倍頻電路，得到200 Hz的脈沖信號(hào)，觸發(fā)可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出脈沖寬度安1:2:4:8的比例依次遞增，使計(jì)數(shù)器輸出不同脈寬的方波和矩形波，再配套選取形成寬度和幅度不同的矩形波，經(jīng)過(guò)疊加形成階梯波，作為晶體管的輸入信號(hào)。

階梯波電壓和集電極掃描電壓UCE必須保持一個(gè)階梯對(duì)應(yīng)半個(gè)正弦波，或者是一個(gè)階梯對(duì)應(yīng)1/4個(gè)正弦波，否則所顯示的波形是紊亂的。在基極上加階梯波電壓，它是一種經(jīng)過(guò)相同時(shí)間逐級(jí)跳躍上升的電壓，每一級(jí)都代表一定的基極電壓。在電路上采取措施，每當(dāng)集電極電壓UCE掃描一次，階梯波電壓就跳躍一次，每次的掃描輸出特性曲線就代表一個(gè)基極電流條件下的輸出特性曲線，調(diào)節(jié)階梯級(jí)數(shù)就可以顯示特性曲線族。階梯波完成一個(gè)周期，曲線就重復(fù)掃描一次，由于視覺(jué)殘留效應(yīng)和熒光粉的余輝性，顯示的圖形就是穩(wěn)定的。

3 測(cè)量步驟

3.1 調(diào)出掃描點(diǎn)

1）打開(kāi)電源，預(yù)熱5分鐘；2）將“峰值電壓%”鈕逆時(shí)針調(diào)至零；3）調(diào)節(jié)“輝度”“聚焦”“輔助聚焦”“X軸位移”“Y軸位移”“電流/度”“伏/度”鈕在熒光屏中間顯示一個(gè)亮點(diǎn)，該亮點(diǎn)的亮度要適中，面積最小。

3.2 調(diào)節(jié)有關(guān)鈕（以NPN型C2073晶體管為例）

1）調(diào)節(jié)“X軸位移”“Y軸位移”，將光點(diǎn)移至熒光屏左下角，作為坐標(biāo)零點(diǎn)。

2）進(jìn)行內(nèi)容調(diào)節(jié)：“峰值電壓范圍”置100 V；“伏/度”置10 V；“集電極電源極性”置+；“電流/度”置0.5 mA；“集電極電源”置DC；“階梯信號(hào)”置重復(fù)；“功耗電阻”置250 Ω；“階梯極性”置+；“串聯(lián)電阻”置1 KΩ；“電壓-電流/級(jí)”置10 μA；其他鈕都處于正常狀態(tài)，然后根據(jù)測(cè)量所看到的曲線情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。測(cè)量PNP型三極管時(shí)，只需將“集電極電源極性”和“階梯極性”置“-”，并把光點(diǎn)移到熒光屏的右上角即可。

3.3 測(cè)量過(guò)程

1）測(cè)量一只三極管的輸出特性曲線：①將管腳插座插到測(cè)試臺(tái)插座上，將三極管C2073的管腳插到對(duì)應(yīng)的插孔中，插好后按下測(cè)試臺(tái)的相應(yīng)按鍵；②將“級(jí)/簇”鈕置“4”上；③逐漸加大“峰值電壓%”，觀察熒光屏所顯示的曲線，此時(shí)看到的是一簇特性曲線，如果出現(xiàn)5條線，須逆時(shí)針調(diào)節(jié)“階梯信號(hào)”中的“調(diào)零”鈕，使從下向上數(shù)的第一條和第二條曲線重合，該線就是IB=0；④若想看的特性曲線多于4條時(shí)，可以調(diào)節(jié)“級(jí)/簇”鈕；⑤要使特性曲線的長(zhǎng)度變化，可以調(diào)節(jié)“峰值電壓%”或“伏/度”鈕；⑥要使特性曲線的間距變化，可以調(diào)節(jié)“電壓-電流/級(jí)”或“電流/度”鈕；⑦將“峰值電壓%”鈕逆時(shí)針調(diào)到左端，使集射極電壓UCE=0。

2）測(cè)量?jī)芍蝗龢O管的輸出特性曲線：①將兩只三極管C2073的腳對(duì)應(yīng)地插到測(cè)試臺(tái)的左右兩個(gè)插孔中，按下測(cè)試臺(tái)的“雙簇”鍵；②逐漸加大峰值電壓%，觀察熒光屏上所顯示的曲線，此時(shí)看到的是兩簇特性曲線；③曲線間距大的靜態(tài)放大倍數(shù)大，曲線間距小的靜態(tài)放大倍數(shù)??；④調(diào)節(jié)“雙簇分離”鈕，讓這兩簇特性曲線重合，觀察特性曲線的重合程度，若曲線完全重合，則管子的配對(duì)性最好，在功放電路中得到應(yīng)用。

3.4 測(cè)量結(jié)果

畫出晶體三極管的輸出特性曲線，可以得到以下參數(shù)：

1）在特性曲線讀出集電極電壓UCE=10 V，IB=40 μA的一條曲線IC值，可得靜態(tài)放大倍數(shù)

2）在特性曲線讀出集電極電壓UCE=10 V時(shí)任意兩點(diǎn)的值，可以得到動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)

3）調(diào)節(jié)峰值電壓%，當(dāng)輸出特性曲線突變時(shí)，在突變點(diǎn)上讀出IB=0時(shí)那根線上的電壓，該電壓就是反向擊穿電壓

3.5 測(cè)量完畢

測(cè)量完畢，首先斷開(kāi)電源，然后拆下被測(cè)晶體管，最后將“峰值電壓”調(diào)至零。

4 結(jié)束語(yǔ)

晶體管特性圖示儀在電工、電子、通信等專業(yè)中的專業(yè)課程中經(jīng)常會(huì)被使用，掌握它的使用要點(diǎn)，就能順利完成相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，工作后從事電氣維修行業(yè)也能得心應(yīng)手。

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