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1、电子科技大学 微固 学院标准实验报告（实验）课程名称 微电子器件电子科技大学教务处制表电子科 实验技大学报告学生姓名:学号:指导教师：张有润实验地点:211 楼 605实验时间：2017.612实验室名称： 微电子器件实验室二、实验项目名称：双极型晶体管直流特性的测量三、实验学时：3四、实验原理:1、如图1所示，晶体管特征图示仪提供Vce的锯齿波扫描电压和I的阶梯变化,b且两者对应，便产生I从I、I、I等Vce从零到最大值的曲线族。从而测量晶bb0 b1 b2体管的直流特性。基本测试原理电路如图2所示，测试时用逐点测试的方法把一条条 的曲线描绘出来。IBRh a( ?)图22、输入特性曲线和输
2、入电阻Ri在共射晶体管电路中，输出交流短路时，如图3,输入电压和输入电流之比为Ri,即:3、输出特性曲线、B和hFEL +ceoB、h也可用共射晶体管的转移特性进行测量。这种曲线可直接观察B的线性好FE坏。4、饱和压降V和正向压降VCESBESV和V是功率管的重要参数，对开关管尤其重要。CESBESV是共射晶体管饱和态时CE间的压降。V是共射晶体管饱和态时BE间的CESBES压降。一般硅管的V =0.7-0.8V，锗管的V =0.3-0.4V。BESBESV的大小与衬底材料和测试条件有一定的关系。V与芯片表面的铝硅接触情况有CESBES关，铝硅合金不好，或光刻引线孔时残留有薄氧化层都会导致V过
3、大。BES5、反向击穿电压BV、BV和BVCBOCEOEBO外延片制作的双极晶体管的反向击穿电压V （般指BV或BV ）既与外延层电BCEOCBO阻率P有关，也与结的曲率半径和表面状况等因素有关。当高阻集电区厚度Wc小于BV所对应的势垒宽度X时,V还与W有关。所以提高晶体管反向耐压可采取提高P、 CBOmBBCW ，减小二氧化硅中表面电荷密度，采用圆角基区图形，深结扩散、甚至采用台面结构、 C扩展电极或加电场限制环等措施。BV是共基晶体管在发射极开路时输出端CB间的反向击穿电压。BV是共射晶 CBOCEO体管在基极开路时输出端CE间的反向击穿电压。晶体管手册中（或实际测试中）的规定为：BV 发
4、射极开路，集电极电流为规定值时，CB间的反向电压值。CBOBV 基极开路， 集电极电流为规定值时，CE间的反向电压值。CEOBV 集电极开路，发射极电流为规定值时，EB间的反向电压值。EBO五、实验目的：1、学会识别常用的分立器件的三极管的引脚。2、掌握晶体管特征图示仪的工作原理。3、能熟练地运用其对双极晶体管的直流特性进行测试。六、实验内容：1、输入特性曲线和输入电阻 Ri2、输出特性曲线、B和hFE3、饱和压降 V 和正向压降 VCESBES4、反向击穿电压 BV 、BV 和 BVCBOCEOEBO七、实验器材（设备、元器件）：晶体管特征图示仪，9013NPN双极晶体管八、实验步骤：1、开
5、启电源，预热 5 分钟，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”使显示清晰2、识别晶体管的管脚，按实验方法进行实验操作。3、测试输入特性曲线和输入电阻R：i测晶体管在v =10V时某一工作点Q的Ri值。各旋钮位置为:CE峰值电压范围0-10V极性（集电极扫描）正（+）极性（阶梯）正（+）功耗限制电阻0.1-1kQ（适当选择）x轴作用电压0 . 1V/度y轴作用71阶梯作用重复阶梯选择0.1mA/级测试时，在未插入样管时先将x轴集电极电压置于IV/度，调峰值电压为10V,然 后插入样管，将x轴作用扳到电压0.IV/度，即得VCE=10V时的输入特性曲线。这样可 测得图4所示。4、测试输出特性曲线、B
6、和hFE测试晶体管输出特性曲线时，旋钮设置如下:峰值电压范围极性（集电极扫描）极性（阶梯）功耗限制电阻 x轴作用 y轴作用0-10V正（+ ）正（+ ）0.1-lkQ（适当选择）电压1V/度电流0.1mA/度阶梯作用重复阶梯选择0.1mA/级5、测试饱和压降V和正向压降VCESBES当测试条件为I=10mA、I=1mA时，图示仪的旋钮位置如下:CB峰值电压范围0-50V功耗电阻0.5-1K极性（集电极扫描）正（+ ）极性（阶梯）正（+ ）x轴集电极电压0.05V/度y轴集电极电流1mA/度阶梯信号选择0.1mA/级阶梯信号重复级/族10调峰值电压，使第10级（即第11根）曲线与I =10mA的
7、线相交，此交点对应的VCCE值即为V （如图5所示，V =0.15V）。CESCES将y轴作用拨至，x轴作用拨至基极电压0.1V/度，即得如图所示的输入特性6、测试反向击穿电压BV、BV和BVCBOCEOEBO9013的BV和BV的测试条件为I =100 口 A，BV 的为I =100 口 A。晶体管的接CBOCEOCEBOE法如图7所示。旋钮位置为：峰值电压范围0200V(测 BV ，BV )CEO极性（集电极扫描）功耗电阻BV020V正（+ ）550kCBO(测 BV )EBO集电极电压10V/度(测 BV，CBOIV/度（测 BV ）EBO集电极电流0.1mA/度将峰值电压调整到合适的值
8、，即可得到图8所示的值，图例表明BV =70V,BVAc. 1VCE (V)(V)o. 4 q0. 3 -0 2 $ M B REn图8晶体管击穿电压测量值的示意图(b)测 1* C0图7测击穿电压时晶体管的接法BV )CEO=40V、CEOEl九、实验数据及结果分析:样羊品参数、9013NPN测试条件测试结果BIC=10mAVce=10V110RiVCE=10V41 QhFEIC=10mAVce=10V100VCESIC=10mAL=1mAB0.024VVBESIC=10mAL=1mA0.88VBVcboIC=100uA128VBVceoIC=100uA82VBVeboL=100uAE12
9、V十、实验结论：通过实验，在合适的测试条件下，所测得的三极管的三种击穿电压不同，从实验数 据可以看出vCB比较大，这和我们所学理论知识一致。实验测得的三极管的输出特性曲线也与所学理论知识基本符合。饱和压降也在晶 体管的正常范围内。十一、总结及心得体会：首先，在本次实验中学会了识别常用的分立器件的三极管的引脚，了解了晶体管 特征图示仪的工作原理，学会了如何对双极晶体管的直流特性进行测试。其次，据了解，双极性晶体管能够提供信号放大，它在功率控制、模拟信号处理等 领域有所应用。双极性晶体管能提供较高的跨导和输出电阻，并具有高速、耐久的特 性，在功率控制方面能力突出。因此，双极性晶体管依旧是组成模拟电路，尤其是甚高 频应用电路（如无线通信系统中的射频电路）的重要配件，所以这次实验对于我们来说 是非常有必要的一次实验。通过这次试验，让我们更加清晰地认识了双极晶体管的特 性，促进了我们能够结合课本更加直观地认识双极晶体管的相关概念，继而提高了自 己对于双极晶体管的学习兴趣，为将来的学术和工作都打下了良好的的实践基础。十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：我们做实验时能工作的实验台很少，建议有个较为完善的实验指导书在各个试验 台，学生严格按步骤进行实验操作，可以减少实验器材的损坏，这样我们所能利用的器 材就更多，实验效率会更高。报告评分指导教师签字
