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电子测量与检验

电子测量与检验. 任务 2.3 晶体管的入库验收. 任务： 飞腾电子公司已采购 10000 个三极管（ 9014 ），将对该批次三极管进行入库检验（ IQC ）。 要求： 按检验流程，完成电阻器的测量与检验，并判定接受 / 拒收。. 子任务 1 ：确定三极管的检验内容 子任务 2 ： 检测三极管的电气性能 子任务 3 ：完成本批次三极管的入库验收. 封装. 操作. 型号规格. 电气参数. 标志. 包装数量. 外形尺寸. 子任务 1 ：确定三极管的检验内容. 单元设计. 布置任务：

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Presentation Transcript

  1. 电子测量与检验

  2. 任务2.3 晶体管的入库验收 • 任务：飞腾电子公司已采购10000个三极管（9014），将对该批次三极管进行入库检验（IQC）。 • 要求：按检验流程，完成电阻器的测量与检验，并判定接受/拒收。 • 子任务1：确定三极管的检验内容 • 子任务2：检测三极管的电气性能 • 子任务3：完成本批次三极管的入库验收

  3. 封装 操作 型号规格 电气参数 标志 包装数量 外形尺寸 子任务1：确定三极管的检验内容 单元设计 布置任务： 请根据《原材料检验标准》和BOM表对应的技术要求： 1、分组讨论三极管检验内容 2、 分组设计三极管检验报告单

  4. 分组练习

  5. 三极管检验报告单 单元设计

  6. 操作 子任务2：检测三极管的电气性能 单元设计 布置任务： 1、使用晶体管特性图示仪显示三极管（练习用）（9011、9012、9013、9014、9018）的输出特性曲线；

  7. 质 检 主 管 示 范 单元设计 注意：NPN型三极管，在“峰值电压”极性取“+”；阶梯信号极性取“+”； PNP型三极管，在“峰值电压”极性取“+”；阶梯信号极性取“+”；

  8. UCE(V) IC(mA ) 知识提升 单元设计

  9. 操作 子任务3：完成本批次三极管的入库验收 单元设计 布置任务： 1、请质检员根据检验报告单完成本批次三极管的入库验收 1、通过目测的方法读出本批次三极管的“数量”； 2、根据GB2828-87抽样方案对本批次三极管进行抽样； 3、对其样品,目测读出“型号”、“封装”； 4、对其样品,用晶体管特性图示仪读出“电气参数”； 5、完成三极管检验报告单。

  10. 归纳总结 单元设计 飞腾电子企业已采购10000个三极管（9014），将对该批次三极管进行入库检验（IQC）。 任务1：确定三极管的检验内容 根据《原材料检验标准》和BOM表对应的技术要求，明确检验内容，并引导各项目组设计三极管检验报告单。 任务2：检测三极管的电气参数 选用不同类型三极管（9011，9012，9013，9014，9018），练习使用晶体管特性图示仪测量三极管的放大倍数 任务3：完成本批次三极管的入库验收 通过目测的方法读出本批次三极管的“数量”；根据GB2828-87抽样方案对本批次三极管进行抽样；对其样品目测读出“型号”、“封装”，且使用晶体管特性图示仪读出“电气参数”，完成三极管检验报告单，并判别本批次三极管是否可以入库。

  11. 知识链接

  12. 7．1 电子器件特性及参数测量仪器 一、 电子元器件的分类及测量对象 1、电子元件：主要指电阻器、电容器、电感器。 2、电子器件：主要指电真空管、集成电路及半导体分立器件 （如：二极管、三极管和场效应管等）。 3、测量对象（内容）： 1）元器件的参数（如；二极管的正向压降、反向击穿电压； 三极管的β值、ICM、VCEO参数； 场效应管的夹断电压Vp、饱和漏电流IDSS); 2）特性曲线(如:二极管的正向特性曲线、反向特性曲线； 三极管的输出特性曲线、输入特性曲线； 场效应管的输出特性曲线、转移特性曲线)等。

  13. mA RC + μA IC RB IB UCE V Ucc UBB – 二、晶体管特性图示仪的测量 以NPN型晶体管为例。 1、测量方法（NPN型晶体管输出特性的测量） ic=f (uCE)|IB=常数 （1）、点测法（实验法） 构建测试电路如下图所示。

  14. IB4 IC IB3 IB2 IB1 IB0 0 UCE ***方法： 1）调节UBB，产生IB0；再调节UCC使UCE从0变到某一最大值Um，观测IC的变化，逐点描绘曲线； 2)重复1）的过程，产生IB1、IB2、IB3……IBn，观测各次IC的变化，描绘曲线。 最终得如图所示曲线，即输出特性曲线。 ***特点分析： 1）繁琐，描绘一条曲线需要测量多次电压、电流值； 2）由于不知UCEO、ICM等极限值，改变UCC值时容易损害被测器件。

  15. RC IC + RB IB + X偏转板 + UCE Ucc UBB – – – – Y偏转板 UF RF + （2）、图示法 思路： 用阶梯信号代替可调基极电压UBB，用集电极扫描电压（全波整流信号）代替可调集电极电压UCC，构建如下测试电路，并用示波器显示输出特性曲线。 iC=f (uCE)|IB=常数

  16. 2、晶体管特性图示仪 （1）基本组成：阶梯信号源、集电极扫描电压发生器、工作于 X-Y方式示波器、测试转换开关和附属电路 ①基极阶梯信号源：为被测晶体管提供偏置。 “级/簇”：调节输出特性的条数。 “极性”（±）： 配合测量不同类型的晶体管。 ②集电极扫描电压发生器：提供集电极扫描电压。 范围设置：0 ～UCCm。 功耗设置（RC） ：设置最大电流，防止损坏器件。 “极性”（±）： 配合测量不同类型的晶体管。 ③示波器：工作于X-Y方式。

  17. 晶体管特性图示仪原理框图

  18. RC IC + RB IB + X偏转板 + UCE Ucc UBB – – – – Y偏转板 UF RF + （2）晶体管特性图示仪测量原理 ****NPN型晶体管输出特性的测量 iC=f (uCE)|IB=常数

  19. UBB3 均匀阶梯 信号 均匀阶梯信号 UBB IB IB3 UBB2 IB2 UBB1 IB1 UBB0 IB0 0 t 0 t 近似整流信号 UCC UCE 全波整流信号 0 t 0 t t （2）UCE=UCC–IC*(RC+RF） UCE和UCC波形近似,周期相同幅值不同的整流信号波形 （1）UCE=UCC UCE和UCC波形相同 IB=(UBB–UBE)/RB≈ =(UBB–UBE)/RB IB 和UBB波形相同,为均匀阶梯信号

  20. IB IB3 IB2 IB1 IB0 0 IC t IB3 全波整流信号 IB2 UCE IB1 0 t IB0 UCC 0 UCE UCE=UCC

  21. IB IB3 IB2 IB1 IC IB3 IB0 0 t IB2 近似全波整流信号 UCE IB1 0 t IB0 0 UCE UCC 实际上:UCE=UCC–IC*(RC+RF）

  22. IC IB3 IB2 IB1 IB0 0 UCE 1 - + R R C F 1 - R C D I I C C = = β , β , U CEO D I I B B *****示波器上显示的波形 将UCE和IC在RF上的取样电压UF分别加到Y偏转板及X偏转板上控制电子的垂直及水平运动，显示如下波形。 (1)每条曲线末段连接即直流负载线，斜率为 ， 近似为 。 (2) 可从曲线图上获得的参数有： 等； 还可观察到饱和区、放大区和截止区。

  23. RC IC + RB IB – X偏转板 UCE – Ucc UBB + + – + Y偏转板 UF RF – ****特点分析： 1）动态测量，直观； 2）最大值仅瞬间作用于被测晶体管，不易损坏。 ****PNP型晶体管输出特性的测量 Ic=f (uCE)|IB=常数 将集电极扫描电压及阶梯电压的极性转置即可，如下图所示。

  24. RC ID X偏转板 + D Ucc – Y偏转板 – UF RF + ID ID UBR UD 0 0.5V UD 正向特性曲线 反向特性曲线 0 ****二极管特性曲线的测量 如下图连接电路，加扫描电压提供正偏或反偏电压，观测其正向特性曲线或反向特性曲线。

  25. Y偏转板 IB IC RC UCE 0V 1V 2V + RB IB + + + UCE X偏转板 Ucc UBE UBB – – – – 0 UBE **** NPN型晶体管输入特性的测量 IB=f (UBE)|UCE=常数 思路： 按照类似于输出特性曲线的显示方法，用全波整流信号加在基极回路，提供UBE的变化；用阶梯信号加在集电极回路获得UCE为0V、1V、2V的变化，如图所示。

  26. Y偏转板 IC RC · + RB IB + + + UCE X偏转板 Ucc UBE UBB – – – – · 但用阶梯信号作扫描信号在电路上实现起来较困难，故仍用阶梯信号源给基极提供电流，用集电极扫描电压提供VCE,如下图所示。

  27. IB UCE=0V UCE=Um 3 3' 2' 2 1 1' 0 0' 0 UBE 把上图的IB、UBE信号加在示波器的X、Y偏转板上驱动电子运动： 1）因为IB、UBE为等周期阶梯信号，所以描绘的图形为点集； 2）又因为UCE 受UCC控制，只对每一个瞬时UBE值为常数，所以每一个瞬时VBE值电子描绘出UCE ∈ [ 0,Um] 时的所有输出特性曲线。 最终得荧光屏上所示波形如下图：

  28. Y偏转板 IC RC + RB IB – + VCE – X偏转板 Ucc UBE UBB + – – + ****PNP型晶体管输入特性的测量 IB=f (UBE)|UCE=常数 将集电极扫描电压及阶梯电压的极性转置即可，如下图所示。

  29. 特性图示仪面板图 特点： 同时观察二极管的正、反向特性曲线； 具有双簇曲线显示功能

  30. 主要技术性能 • ①集电极电流：10uA／div～0.5A／div，分15挡。 • ②二极管反向漏电流： 0.2～5uA／div，分5挡。 • ③集电极电压： 0.05～50 V／div，分10挡。 • ④基极电压：0.05～1 V／div，分5挡。 • ⑤阶梯电流： 0.2uA／级～50mA／级，分17挡。 • ⑥阶梯电压： 0.05～1V／级，分5挡。 • ⑦集电极扫描峰值电压： 10～500V，分4挡。 • ⑧功耗限制电阻： 0～0.5MΩ，分11挡

  31. 3、面板布置及说明 • (1)电源及示波管控制部分 • (2)集电极电源部分 • (3)Y轴部分 • (4)X轴部分 • (5)显示部分 • (6)阶梯信号部分 • (7)测试合部分

  32. 4、使用方法 • ①开启电源 • ②调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”旋钮 • ③灵敏度校准 • ④阶梯凋零 • ⑤根据被测器件的性质和测试要求，调节图示仪上各部分的开关、旋钮到合适位置，然后插上被测器件，进行测试。 • ⑥仪器复位

  33. 5．使用注意事项 • ①预设一些关键开关和旋钮的位置。 • ②特别注意“峰值电压范围”、“峰值电压％”、阶梯信号“电压—电流／级”及“功耗限制电阻”这几个开关、旋钮的使用。 • ③测试大功率器件及测试器件极限参数时，多采用“单簇”阶梯，以防止损坏器件及仪器本身。

  34. 6.XJ4810型半导体晶体管特性图示仪的应用 (1)同时显示二极管的正反向特性曲线 (2)同时显示两只晶体管输出特性曲线 IC=f(UCE) ︱IB=常数

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