JT-1

单元2：JT-1型晶体管特性图示仪

一、晶体管特性图示仪概述

1、 什么是晶体管特性图示仪？

是一种能在示波器的屏幕上显示出晶体管的各种特性曲线的电子仪器。主要用于测试晶体二极管、三极管的各项性能参数。此外还可用于测试晶闸管、场效应管、TTL集成电路等器件。

2、 晶体管的特性曲线及其描绘

晶体管特性曲线是表示晶体管各电极间电压与电流关系的特性曲线，例如二极管伏安特（Ua—Ia），三极管共射接法时的输入特性（Ube—Ib）、输出特性（Uce—Ic）、 β参数特性（Ib—Ic）等等。从晶体管的特性曲线不仅可以估算出它的参数值，而且可以根据曲线状态了解它的性能，以及在不同工作状态下参数将如何变化的情况。

1）逐点法：用一般仪表描绘特性曲线。即给出一个A值，测出一个对应的B值，在直角坐标系中确定一点；测出直角坐标系中的若干点，然后连成一条曲线。如测试晶体三极管的输出特性曲线（电路如下图所示）。对某一EB（IB）值，改变EC，测出此时对应的UCE和IC值，逐渐描绘出（Uce—Ic）曲线族。

2）用示波器图示仪描绘：因为示波器光点在荧光屏上的x、y坐标位置与X、Y通道输入的电压有关。如果用Uce来控制光点水平偏转，用与Ic成正比的电压RSIc控制光点垂直偏转，光点就会在屏幕上描绘出一条（Uce—Ic）曲线。只要使IB逐级变化，对应每级IB，

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Uce从0开始变化增加，荧光屏上就会显示一族输出特性曲线。

RC称为“功耗限制电阻”，用来限制晶体管的最大输出电流，其值可调。

RS称为“取样电阻”，其两端电压大小反映集电极电流值。

基极电压为阶梯波电压，用来逐级改变基极电流。每当集电极电压Uce扫描一次，阶梯波就跳跃一次，每次扫描的输出特性就代表一个基极电流条件下的输出特性，调节阶梯级数，可以显示出所需要的特性曲线族。阶梯波完成一个周期，曲线族重复扫描一次。

集电极扫描电压为100赫兹脉动电压，能根据不同晶体管的要求在几百伏的范围内进行调节。用这种电压作为Uce扫描电源，电压每脉动一次，可以作一次来回扫描，如果将一来一回算为扫描两次，则实际可以作200次的扫描，显示曲线基本做到平稳而不闪烁。

二、JT-1型晶体管特性图示仪

1、技术指标

（1）Y轴偏转因数

集电极电流范围：0.01毫安/度～1000毫安/度，分16档。

基极电压范围：0.01伏/度～0.5伏/度,分6档。

基极电流或基极源电压：0.5伏/度。

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外接输入：0.1伏/度。

集电极电流倍率：×2、×1、×0.1共三档。

(2)X轴偏转因数

集电极电压范围:0.01伏/度～20伏/度,分11档。

基极电压范围:0.01伏/度～0.5伏/度,分6档。

基极电压或基极源电压:0.5伏/度。

外接输入:0.1伏/度。

(3)基极阶梯信号

阶梯电流范围:0.001毫安/级～200毫安/级,分17档。阶梯电压范围:0.01 伏/级～0.2 伏/级,分5档。

串联电阻;1Ω～22KΩ,分24档。

每族级数:4～12,连续可调。

每秒级数:100或200。

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阶梯作用:重复、关、单族。

极性：+、-。

(4)集电极扫描信号

峰值电压:分0～20伏（10安）连续可调和0～200伏（1安）连续可调。

功耗限制电阻:0～100KΩ,分17档。

2、面板布置

JT-1型图示仪面板上的开关和旋钮按功能可分为六个部分：

（1）示波器部分

和普通示波器一样，有“辉度”“聚焦”\"辅助聚焦\"“标尺亮度\"等调节旋钮。

（2）“X轴作用”部分

它有四个转换位置：集电极电压（占11档）、基极电压（占6档）、基极电流或基极源电压（占1档）、外接（占一档）。测量时根据X轴变量的需要，将开关旋至其中之一的位置。注意，当被测管的基极电流或基极源电压作为X轴变量时，它的数值应由“阶梯选择”开关刻度“毫安/级”或“伏/级”读测。

（3）“Y轴作用”部分

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“毫安—伏/度”开关相当于普通示波器的Y轴增益旋钮。它有四个转换位置：集电极电流（占16档）、基极电压（占6档）、基极电流或基极源电压（占1档）、外接（占1档）。测量时根据Y轴变量的需要，将开关旋至其中之一的位置。注意，当基极电流或基极源电压作为Y轴变量时，它的数值应由“阶梯选择”开关刻度“毫安/级”或“伏/级”读测。

（4）“集电极扫描信号”部分

“峰值电压范围”开关可选择0～20伏（10安）或0～200伏（1安）两种峰值电压加到被测管集电极。“峰值电压”旋钮用于在一定的“峰值电压范围”内连续调节集电极电压峰值。“极性”开关用于转换集电极电压的正、负极性。

（5）“基极阶梯信号”部分

“阶梯选择”开关用于确定每级阶梯的电压值或电流值。“极性”开关用来改变阶梯信号的极性。“阶梯作用”开关分“重复”、“关”和“单族”三档。“重复”使阶梯信号重复地加于被测管，可测试特性曲线族；“关”时阶梯信号关断；“单族”时阶梯信号出现一次，供瞬间观察各种极限特性，以防被测管长时间超过极限而损坏。“零电流、零电压”选择开关置中间位置时，阶梯信号才能加在被测管上；置于“零电流”位置时，被测管输入开路；当置于“零电压”时，被

测管输入接地。“级/族”旋钮可连续调节阶梯信号的级数（4～12级）。“阶梯调零”用于测试前调阶梯信号零位。

（6）晶体管测试台

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3、使用方法

（1）使用前检查 应将“测试选择”置于“关”，将“峰值电压”和“阶梯选择”旋钮旋至最小。每逢关电源前也应如此。

（2）开启电源 仪器的电源指示灯亮后再预热10分钟。

（3）调整光迹 调节“辉度”、“聚焦”等使屏幕上显示清晰的光迹。

（4）阶梯调零 测试前应根据需要进行阶梯信号的调零：

正阶梯信号调零的方法是：把基极阶梯信号和集电极扫描信号的极性置于“＋”的位置；Y轴“毫安—伏/度”开关置于“基极电流或基极源电压”位置；X轴“伏/度”开关置于“集电极电压”1伏/度位置；“阶梯选择”开关置于0.1伏/级;阶梯作用置于“重复”位置，调节集电极峰值电压至5～10V左右，在荧光屏上可以观察到一族平行的基极阶梯信号。将Y轴的“放大器校正”开关扳向“零点”位置，调节Y轴“移位”旋钮，使基线与Y轴零线（最下面一条横线）重合；再把“放大器校正”开关“复位”，调节“阶梯调零”，使阶梯信号的起始线也与Y轴零线重合。

负阶梯信号调零方法与正阶梯信号调零相同，只是把“极性”开关都置于“－”的位置，以Y轴标尺的最上面一条横线作为零线。

（5）根据晶体管测试条件进行测试。

4、应用实例

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（1） 二极管测试

将二极管两端插入测试台的“C”、“E”插孔中，图示仪面板上有关旋钮位置如下：

Y轴作用：集电极电流0.05毫安/度

X轴作用：集电极电压0.1伏/度

峰值电压范围：0～20伏

集电极极性：+

功耗限制电阻：1KΩ

阶梯作用：关

1）调节置于零位的“峰值电压”旋钮，使加在二极管上的最大峰值电压由零逐渐增大，就可在屏幕上显出二极管的正向伏安特性曲线。从这条曲线上可以测出：

正向电流IF：指正向电压为UF时与其对应的电流值。

正向直流电阻RF：指在不同的工作点，电压与电流之比。

正向交流电阻rF：指在不同的工作点，电压增量与电流增量之比

UI

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rF

2）将集电极电压“极性”拨向“-”位置，X轴作用旋钮量程扩大，Y轴作用旋钮量程缩小。调节“峰值电压”旋钮，使加在二极管

的反向电压从零逐渐增大，就可在屏幕上显示出二极管的反向伏安特性曲线。从这条曲线上可以测出：

反向电流IR：指与规定的反向电压（小于击穿电压）相对应的反向电流值。

反向击穿电压UBR：反向电压增大时，反向电流迅速增大，当反向电流增大到规定值时，所对应的反向电压值。

（2）三极管测试

首先要根据被测管子的类型及所需测量的特性曲线，调整坐标原点（亮点）的位置。例如，PNP型晶体管共发射极的各种特性曲线均在第三象限，亮点应调到屏幕的右上角；NPN型晶体管共发射极的各种特性曲线均在第一象限，亮点应调到屏幕的左下角。其次再根据特性曲线Y轴和X轴所表示的电压或电流量，分别将Y轴作用旋钮和X轴作用旋钮拨到相应的合适档位上。

在测量时应注意下列几点：所加集电极扫描电压应由零逐渐增大；功耗限制电阻应由大逐渐减小；阶梯电流应由小逐渐增大。下面以NPN型三极管3DK2为例，说明其测试方法。

1）电流放大倍数hFE的测量：按图插好管子，将有关开关及旋钮置于相应位置。

峰值电压范围：0～20伏

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X轴作用：集电极电压 0.2伏/度

Y轴作用：集电极电流 1毫安/度

功耗电阻：200Ω

阶梯作用：重复

阶梯选择：0.02毫安/级

慢慢增加集电极“峰值电压”，即可得一族输出特性曲线。根据测试条件（IC=10mA，UCE=1V），再调基极阶梯“级/族”，使IC=10mA左右，读集电极电压等于1V时IC和IB的值，即可计算出hFE

hFEICIBUCE1V

若将X轴作用置“基极电流或基极源电压”，即得UCE=1V左右的IB～IC关系曲线。这条曲线显示了不同IC时hFE的变化情况，即曲线上某一点的斜率为β

ICIB （UCE=常数）

2）反向漏电流ICEO的测量：开关及旋钮位置与上相同，将“零电流、零电压”置于零电流，当UCE=1V（测试条件）时读IC的值即为ICEO。

3）饱和压降UCES的测量：

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峰值电压范围：0～20伏

X轴作用：集电极电压 0.1伏/度

Y轴作用：集电极电流 1毫安/度

功耗电阻：500Ω

阶梯作用：重复

阶梯选择：0.1毫安/级

慢慢增加集电极“峰值电压”，即可得到一族输出特性曲线，调基极阶梯“级/族”，使阶梯数为10，则第十条曲线的IB为1mA（测试条件），该曲线与IC为10mA（测试条件）水平线交点的X轴电压即为UCES。

4）反向击穿电压U（BR）CEO的测量：峰值电压范围：0～200伏

X轴作用：集电极电压 5伏/度

Y轴作用：集电极电流 0.1毫安/度

功耗电阻：5kΩ

阶梯作用：关

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慢慢增加集电极“峰值电压”，曲线上ICEO=0.2mA处所对应的X轴电压值即为该管的U(BR)CEO。

三、训练要求及考核

技能要求：

1、明确JT-1型图示仪面板上六个部分（开关和旋钮）的功能，基本掌握仪器使用方法，会阶梯调零。

2、会测试二极管的正向伏安特性和反向伏安特性，读出正向电流IF、反向电流IR、反向击穿电压UBR。

3、能根据测试条件测量晶体三极管的hFE、U(BR)CEO、ICEO等参数。

考核内容：

1、操作技能：二极管和三极管和测试，包括IF、IR、UBR、 hFE、U(BR)CEO、ICEO。

2、回答问题：每人答以下各题中的一题，抽签选择。

题1、什么是晶体管特性图示仪？有什么作用？

题2、结合三极管输出特性曲线的测试过程，简述JT-1型晶体管特性图示仪的工作原理。

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题3、JT-1型晶体管特性图示仪的面板分成几个部分？“基极阶梯信号”部分、“集电极扫描信号”部分的作用分别有哪些？

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