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实验五测量三极管的直流放大特性和击穿特性实验项目性质:普通实验所涉及课程:半导体物理微电子器件物理微电子器件工艺计划学时: 2学时一、实验目的 ; 2、测量晶体管的输入和输出特性曲线; 0?值; 4、测量晶体管的 BV CEO , BV EBO 和 BV CBO 。二、实验原理 1. 输入和输出特性曲线图 1( 1)共基极的输入和输出特性曲线( 2)共发射极的输入和输出特性曲线 2. 双极晶体管的电流放大作用当晶体管处于有源放大区(发射结正偏,集电结反偏)时,其电流的组成为: 图 2放大模式偏置下 PNPBJT 中的扩散电流 I E =I Ep +I En正向注入的空穴电流和电子电流 I C =I Cp +反向饱和漏电流 I CBO 和从发射结注入基区又到达集电结的空穴所形成的电流 I cp I B =I E -I C =I B1 +I B2 +I B3(I B1 =I En,I B3 =,I B2 是流入基区与发射区注入的空穴复合而损失的电子流。)我们定义共基极直流电流增益: 0?总是小于 1( 0?应尽量接近 1)。 0 C E CBO I I I ?? ??。定义共射极直流电流增益: 01???( 0?越大表明电流传输过程中的损失越小) 0 C B CEO I I I ?? ??。测量 0?值由共射极输出特性曲线 0 C B CEO I I I ?? ?∵ 0 CBII ??? ??图3共射极输出特性曲线 E CPI I? 0? 0 01??????? CE CII I 随着 BI 增加,集电极电流按 0BI?的规律增加 3 、晶体管的击穿特性(1)共射极时的击穿和 CEO BV 对共射极接法的有源放大区中,集电极电流为图 4共发射极电路 00 0 0 1 1 CBO C B CEO B I I I I I ??? ?? ???? ?当发生雪崩倍增效应时, I C变成: 0 0 0 1 1 CBO C B B CEO M MI I I BI I M M ?? ??? ???? ?(M 为倍增因子) 上式中, 001 MBM ????表示发生雪崩倍增后的电流增益, 01 CBO CEO MI IM????表示发生雪崩倍增后的穿透电流。这时,定义:将基极开路,使 CEO I ???时的 CEV 称为集电极与发射极之间的击穿电压,记为 CEO BV 。其测试电路如图所示。图 5 BV CEO 击穿特性测试图在测量 CEO BV 时,经常出现如图所示的负阻现象,即当 CEV 增大到 CEO BV 发生击穿后,电流上升,电压却反而下降,此时 susV 为维持电压。这是由于与击穿条件(倍增银子 M)在小电流下较大,而导致击穿电压 CEO BV 高;而电流增大后,M减小, 击穿电压 CEO BV 也下降到正常值。击穿时的输出特性曲线如图。图 6 C-E 间的击穿特性