半导体器件特性的测量与分析机械设计.docx

实验 半导体器件特性的测量与分析【摘要】这次实验主要是为了熟悉了解双极、场效应晶体管,发光、光敏二极管等半导体单元器件的基本原理、特性和主要参数。同时学会使用“半导体管特性图示仪”测量各类半导体器件的特性曲线和直流参数。了解“微机半导体器件特性测试仪”的优越性,并学会使用。【引言】近几十年来,半导体材料和器件的发展很快。半导体器件的种类很多,典型的放大器件有双极型晶体管和场效应晶体管,部分光电子器件的工作原理在先行课程中已有介绍。近年来,半导体光电子器件的发展和应用更为迅速,它们的基本原理在本实验的附录中作了介绍。了解这些器件的工作原理及掌握其主要参数的测量有重要的实用价值。半导体器件主要参数的测量仪器有“半导体管特性图示仪”,本实验的目的是让学生了解并学会使用这些仪器,通过几种典型半导体管的测量,对半导体双极、场效应晶体管,发光、光敏二极管等单元器件工作原理及特性参数有进一步了解。【关键词】半导体特性晶体管【正文】一、实验仪器 1、“半导体管特性图示仪”是一种用示波管显示半导体器件的各种特性曲线,并可测量其重要参数的测试仪器。电路结构:该仪器主要由阶梯信号发生器、集电极扫描电压、 X 轴和 Y轴放大器、二簇电子开关、低压电源、高频高压电源及示波器控制电路等部分组成。电路原理框图见图 -1 。该仪器最主要的电路是提供一个 50Hz 市电经全波整流后成为100Hz 正弦波的集电极扫描电压和一个提供给基极的阶梯波电压(或电流),见图 -2 。 2、“微机半导体器件特性测试仪”性能简介和使用说明微机半导体器件特性测试仪,是传统的半导体特性图示仪的升级替代产品。全新的数字化设计,使得测量系统工作更为稳定、控制更加可靠;用计算机屏幕替代示波管显示器件的特性曲线,使得显示质量大为改善,并且方便器件性能比较;软件主导测量系统,不仅使测量的数据能够更方便地进行交换,而且可以对数据和图形进行诸如保存、输出等一系列的处理。智能感知技术的应用,降低了使用难度;多媒体技术的引入,在互动中启发和掌握有关器件的工作原理和测量方法,特别适合教学目的;系统的整体性能可以在软件的升级中得以提升。本系统,可以用来显示半导体器件的输入特性、输出特性、转移特性曲线; 可以测量器件的电流放大系数、跨导、开启电压、夹断电压等一系列参数;具有教学演示模式和普通测量模式。二、实验内容 1、用XJ48 22型半导体管特性图示仪测量双极型三极管、结型场效应管和各种类型二极管。(1 )了解图示仪的电路结构框图并掌握面板各旋钮用途。(2)测量双极型晶体管3 DG6C(NPN型硅管)的特性和参数: 一般三极管管脚的辨认,把管脚朝向观察者, - 4所示。二极管的管脚通常为一长一短,长者为正。晶体管的管脚与图示仪的 C,B,E三个接入端头(或插口) -5。以下有*号的为选做。 1、测量共射极电路的输出特性 B CE cIUfI|)(?观察并记录曲线簇图形(不要求很精确) ,由曲线上求出工作点 Q( mA IVU C CE3,5??)处的交流放大系数?(或 FEh ),QI I B C|???? 2、测量共发射极电路的输入特性 CE BE BUUfI)(?观察 VVU CE1,0??的曲线,并记录图形,测量输入阻抗 AII UZ BB BE ab? 80