数字电子技术实验原理.doc

《数字电子技术实验原理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、数字电子技术实验原理实验2晶体管性能测试及开关特性研究实验原理1．万用表测量半导体二极管半导体二极管和三极管是最基本和用途最广泛的电子器件。二极管的基本特性是具有单向导电性，二极管正向偏置时，表现出一个几百欧姆的电阻；当二极管反向偏置时，呈现近似无穷大电阻。两者测量的阻值相差越大，半导体二极管的性能越好。二极管的分类有整流二极管、检波二极管、开关二极管、肖特基二极管、稳压二极管、发光二极管等，不同种类的二极管其应用场合不同。普通小功率二极管的封装一般为玻璃封装和塑料封装。它们的外壳上均有表示阳极和阴极的标记，标有色道（一般

2、黑色外壳二极管为白色道标记；玻璃外壳二极管为黑色或红色标记）的为阴极极，另一端为阳极；对于贴片二极管，俯视时有色线的一端是阴极极，另一端是阳极。对于发光二极管，管脚长的是阳极，短的是阴极。对于无标记或标记不清楚的二极管，可以采用万用表来进行判别。如果使用指针式模拟万用表，首先将万用表置于电阻档“R×100”或“R×1k”处，将万用表的红、黑两表笔接到二极管的两端进行测量其电阻，记下测量结果；然后将万用表的两表笔对调，再次测量二极管的电阻，若两次测量结果相差很大，说明二极管是好的，并且测量电阻小的那次黑表笔所接的二极管一端是

3、二极管的阳极。如果使用数字万用表测量二极管，可以直接将数字万用表量程开关打在“”处，将二极管的两端分别接到万用表的红、黑表笔，观察显示屏上的显示数字，正确显示二极管导通数值的那次测量，红表笔对应的是二极管的阳极。普通硅二极管导通压降为0.7V左右，锗二极管正向压降为0.3V左右，肖特基二极管正向压降为0.4V左右，发光二极管导通压降比较高，且不同颜色的发光二极管导通压降（红色1.5-1.8V、绿色1.6-2.0V、黄色1.6-2.0V、兰色2.2-2.5V、白色3.2-3.6V）不同，对于正向导通压降大于2V以上的发光二极

4、管，有的数字万用表不能直接显示其导通压降数值。2．万用表测量半导体三极管半导体三极管种类非常多，按其结构分为NPN型和PNP型两大类。三极管的主要特性是具有放大作用，即当外加偏置电压使三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置时，三极管的集电极电流是其基极电流的β倍，一般小功率三极管的β范围是50~200。根据三极管的结构特点可使用万用表对其性能做简单的测量。（1）三极管类型和基极的判定可以把BJT的结构看作是两个串接的二极管，如图2.1（a）所示。由图可见，若分别测试be、bc、ce之间的正反向电阻，只有ce之间的正反向电阻值

5、均很大（ce之间始终有一个反偏的PN结），由此即可确定c、e两个电极之外的电极是基极b。然后将万用表的黑表笔接基极，红表笔依次接另外两个电极，测得两个电阻值，若两个电阻值均很小（PN结的正偏电阻），说明是NPN管；若两个电阻值均很大（PN结的反偏电阻），说明是PNP管。（a）（b）图2.128/28（2）三极管集电极和发射极的判定利用BJT正向电流放大系数比反向电流放大系数大的特点，可以确定e极和c极。如图2.1（b）所示，将万用表置欧姆档。若是NPN管，则黑表笔接假定的c极，红表笔接假定的e极，在b极和假定的c极之间接一

6、个100kW的电阻（亦可用人体电阻代替），读出此时万用表上的电阻值，然后作相反的假设，再按图2.1（b）接好，重读电阻值。两组值中阻值小的一次对应的集电极电流较大，电流放大系数较大，说明BJT处于正向放大状态，该次的假设是正确的。对于PNP管，应将红表笔接假定的c极，黑表笔接假定的e极，其他步骤相同。（3）三极管性能的测量测量三极管的性能最好的方法是利用晶体管特性图示仪测量，它可直接将三极管的特性曲线显示在屏幕上，从中可以测量出三极管的电流放大倍数、穿透电流、击穿电压等指标。使用万用表也可以粗略的判定三极管的性能，例如对N

7、PN型三极管电流放大倍数的估计是先将三极管的基极开路，黑表笔接集电极，红表笔接发射极，测量其电阻并记下，然后用手将基极与假设的集电极捏紧（三极管两只管脚不能短接），观察表头指针的摆动幅度，其幅度越大，电流的放大倍数越高。需要说明的是以上测量三极管都是采用模拟式指针万用表，若采用数字式万用表，则红、黑两测试表笔正好与指针式万用表相反。另外用数字万用表测量三极管的电流放大倍数β非常简单，只需将量程开关置于hFE处，把三极管插入对应管型插座中，三极管的β值将直接显示出来。3．二极管的开关特性在数字电路中，二极管常工作在开关状态。

8、当二极管从导通到截止或从截止到导通所表现出的特性就是其开关特性。在图2.2所示的电路中，Ui是一开关信号，当Ui从UIH突变到UIL时，二极管并不立即截止，而是要经过存储时间ts、下降时间tf之后才截止。在ts期间二极管是导通的，其电流近等于；下降时间tf是二极管由导通到截止的时间，经过tf之后，二极管