9.2.3. Измерение параметров полупроводниковых диодов и транзисторов

Измерение параметров транзисторов

Транзисторы представляют собой электронное устройство, состоящее из двух p-n переходов. Обычно переход эмиттер-база включается в прямом направлении, а переход коллектор-база – в обратном.

П ри простейшей проверке исправности транзистора омметром измеряют прямые и обратные сопротивления p-n переходов, которые должны быть равны соответственно сотни Ом и сотни тысяч кОм. Для кремниевых маломощных транзисторов эти значения могут быть немного большими, а для германиевых мощных – соответственно меньшими.

Следующим этапом является проверка транзистора на отсутствие пробоя перехода коллектор-эмиттер по переменному току. Схема, поясняющая принцип проверки транзистора на отсутствие пробоя по переменному току, изображена на рис. 9.18.

Для контроля пробоя транзистора по переменному току используется НЧ генератор Г. Если переход коллектор-эмиттер пробит, то все напряжение генератора будет приложено к вольтметру V, т.е. вольтметр покажет напряжение генератора Uг. При отсутствии пробоя вольтметр будет показывать незначительное напряжение, т.к. практически все напряжение генератора будет гаситься на обратном сопротивлении перехода коллектор-эмиттер. После проверки перехода коллектор-эмиттер с помощью схемы, указанной на рис. 9.18, приступают к измерению параметров транзисторов.

Т ранзистор, в общем случае, можно рассматривать как несимметричный четырехполюсник (рис. 9.19). В связи с этим можно считать, что основными его параметрами являются h – параметры:

h₁₁ – входное сопротивление;

h₁₂ – коэффициент обратной связи;

h₂₁ – коэффициент передачи тока;

h₂₂ – выходная проводимость.

h – параметры можно определить графически при помощи вольтамперных характеристик транзистора или использовать для этого систему уравнений h – параметров:

ΔUвх = h₁₁ ΔIвх + h₁₂ ΔUвых;

ΔIвых = h₂₁ ΔIвх + h₂₂ ΔUвх;

Графический способ оценки h – параметров не дает высокой точности, поэтому на практике их оценивают по приращениям постоянных и переменных напряжений и токов.

Р

R2

R₁

ассмотрим порядок оценки h – параметров по приращениям постоянных напряжений и токов. На рис. 9.20 а и б показаны схемы для измерения параметров h₁₁ – входного сопротивления, h₂₂ – выходной проводимости и h₂₁ – коэффициента передачи тока транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

I₁

I₂

I₁

I₂

mA

mA

К

Э

К

Э

К

Э

1

2

S

V

U₁

U₂

Б

U₁

U₂

Б

U₁

U₂

Б

+1,5 B

+4,5 B

б)

Р

Рис. 9.19

Рис. 9.19

Рис. 9.19

Рис. 9.19

1

2

ис. 9.20

В начале измерений переключатели S в

обеих схемах устанавливают в положение 1. При этом обе схемы запитываются напряжением + 4,5 В. При таких напряжениях питания снимаются значения:

со схемы а) – I_Б1 и U_Б1;

со схемы б) – I_К1 и U_К1.

После этого переключатели S в обеих схемах устанавливают в положение 2, в результате чего в схеме а) напряжение на базе становиться равным 4,5 + 1,5 = 6 В, а в схеме б) до такой же величины возрастет напряжение на коллекторе. Теперь опять снимают показания приборов в обеих схемах:

со схемы а) – I_Б2 и U_Б2;

со схемы б) – I_К2 и U_К2.

По полученным значениям рассчитывают параметры:

h₁₁ = (U_Б2 – U_Б1 )/( I_Б2 – I_Б1);

h₂₂ = (I_К2 – I_К1)/(U_К2 – U_К1).

h₂₁ = (I_К1 – I_К2)/(I_Б1 – I_Б2).

Параметр h₁₂ – коэффициент обратной связи в схеме с общим эмиттером очень мал. Измерить его затруднительно, т.к. нужен вольтметр с очень высокой чувствительностью. Поэтому его не измеряют с помощью приведенных схем. Обычно его значение составляет порядка 10^-3 – 10^-5.

При измерении h – параметров необходимо следить за показаниями приборов. Если их показания «плывут», т.е. изменяются в процессе измерения, то такой транзистор считается неисправным.