半導體二極管參數的測量課件

4.2.4半導體二極管參數的測量

二極管是整流、檢波、限幅、鉗位等電路中的主要器件。一、半導體二極管的特性和主要參數1．二極管的主要特性

二極管最主要的特性是單向導電特性，即二極管正向偏置時導通；反向偏置時截止。2．二極管的主要參數（1）最大整流電流指管子長期工作時，允許通過的最大正向平均電流。（2）反向電流指在一定溫度條件下，二極管承受了反向工作電壓、又沒有反向擊穿時，其反向電流值。（3）反向最大工作電壓指管子運行時允許承受的最大反向電壓。應小于反向擊穿電壓。（4）直流電阻指二極管兩端所加的直流電壓與流過它的直流電流之比。良好的二極管的正向電阻約為幾十Ω到幾kΩ；反向電阻大于幾十kΩ到幾百kΩ。（5）交流電阻r二極管特性曲線工作點Q附近電壓的變化量與相應電流變化量之比。（6）二極管的極間電容勢壘電容與擴散電容之和稱為極間電容。在低頻工作時，二極管的極間電容較小，可忽略；在高頻工作時，必須考慮其影響。（2）極性的判別根據二極管正向電阻小，反向電阻大的特點可判別二極管的極性。在測得阻值較小的一次測量中，如果用模擬萬用表來測，與黑表筆相接一端為二極管正極，另一端為負極。若用數字萬用表則相反。（3）管型的判別硅二極管的正向壓降一般為0.6~0.7V，鍺二極管的正向壓降一般為0.1~0.3V，通過測量二極管的正向導通電壓，就可以判別被測二極管的管型。方法：1.5VR1KΩV2．數字式萬用表測量二極管一般數字萬用表上都有二極管測試檔，實際測量的是二極管的直流壓降。3．用晶體管圖示儀測量二極管直接顯示二極管的伏安特性曲線。4.2.5半導體三極管參數的測量半導體三極管是內部含有兩個PN結、外部具有三個電極的半導體器件。一、三極管的主要參數1．直流電流放大系數定義為集電極直流電流與基極直流之比。2．交流電流放大系數三極管在有信號輸入時，定義為集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比。3．穿透電流基極b開路，集電極c與發(fā)射極e間加反向電壓時的集電極電流。硅管的在幾微安以下。4．反向擊穿電壓是基極b開路，集電極c與發(fā)射極e間的反向擊穿電壓。5．集電極最大允許電流是值下降到額定值的1/3時所允許的最大集電極電流。6．集電極最大允許功耗

是集電極上允許消耗功率的最大值。、、值由器件手冊可查得，、、可以用晶體管圖示儀進行測量。具體步驟用模擬萬用表紅黑表筆分別測量三極管任意兩個腳，每兩個腳正反都測量一次。如果有且只有兩個腳間的電阻無論正反向都無窮大，那么這兩個腳一定是集電極和發(fā)射極，剩下的那個腳就是基極b。（2）發(fā)射極和集電極的判別判別發(fā)射極和集電極的依據是：發(fā)射區(qū)的雜質濃度比集電區(qū)的雜質濃度高，因而三極管正常運用時的β值比倒置運用時要大得多。（3）電流放大倍數的估測測量集電極和發(fā)射極間的電阻（對NPN，黑筆接集電極，紅筆接發(fā)射極；PNP的相反），用手捏著基極和集電極，觀察表針擺動幅度的大小，表針擺動越大，β值越大。2．用數字萬用表測量三極管一般數字萬用表都有測量三極管的功能，將晶體管插入測試孔就可以讀出β值。3．用晶體管特性圖示儀測量三極管4.4集成電路參數的測試4.4.1TTL與非門外部特性測試

外部特性，是指通過集成電路芯片引腳反映出來的特性。TTL與非門的外部特性主要有電壓傳輸特性、輸入特性、輸出特性、電源特性和傳輸延遲特性等。1.空載導通電源電流

（對應有空載導通功耗）

是指輸入端全部懸空（相當于輸入全1），與非門處于導通狀態(tài)時，電源提供的電流。將空載導通電源電流乘以電源電壓就得到空載導通功耗，即。一般，TTL與非門的典型值為30幾毫瓦，通常要求。2.空載截止電源電流（對應空載截止功耗）指輸入端接低電平，輸出端開路時電源提供的電流。測試方法如圖4.21所示。

將空載截止電源電流乘以電源電壓就得到空載截止功耗。即。

一般要求。測試方法如圖4.2１所示（以74LS20二輸入與非門為例）。圖4.21ICCH測試圖245174LS20614mAＵCC7圖中第１腳接地，輸出端懸空，毫安表指示的數值即為ICCH。

又稱低電平輸入短路電流，是輸入端短路測得的電流。測試方法如圖4.22所示。通常典型與非門的值為1.4mA。245ＵCC1474LS2067mA1圖4.22I1S測試圖3.輸入短路電流5.扇出系數

扇出系數是指輸出端最多能帶同類門的個數，它反映了與非門的最大負載能力。為時允許灌入的最大灌入負載電流，IIS

是低電平輸入短路電流。一般。測試電路如圖4.24所示。圖4.24扇出系數測試電路7mAI0maxＵCCRL1kΩ146Ｕ0245174LS20V圖4.25CMOS集成門

輸出高低電平的測試電路ＵDD=10V≥1Ｕ0V一般地：2.開門電平和關門電平開門電平是指輸出由高電平轉換為臨界低電平（一般取0.1）所需要的最小輸入高電平。關門電平是指輸出由低電平轉換為臨界高電平（一般取0.9）所需要的最大輸入低電平。ＵDD=10V≥1Ｕ0VVRP測試時，若，則對應于的為；對應于的為。圖4.26開關門電平測試電路3.靜態(tài)功耗CMOS靜態(tài)功耗測試電路與TTL靜態(tài)功耗測試電路相同。4.傳輸特性曲線CMOS器件傳輸特性可用圖4.26電路測量。CMOS器件傳輸特性測量圖ＵCC=10V≥1Ｕ0VVRP測試時①調節(jié)輸入電壓電位器RP，選擇若干個電壓值；②測量相應的輸出值；③由測得的數據作出曲線；④從曲線中讀出標準輸出高電平、標準輸出低電平