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1、第第3章章 电路元件参数测量方法和仪器电路元件参数测量方法和仪器内容提要：内容提要：对对常常用用电电路路元元件件电电阻阻、电电容容、电电感感、半半导导体体二二极极管管、半半导导体体三三极极管管和和集集成成门门电电路路的的作作用用和和主主要要参参数数进进行行介介绍绍；描描述述电电路路元元件件参参数数的的测测量量方方法法；特特殊殊对对常常用用晶晶体体管管图图示示仪仪的的工工作作原原理理和和应应用用进进行介行介绍绍。重点：重点：驾驭电阻、电容、电感、半导体二驾驭电阻、电容、电感、半导体二极管、半导体三极管和集成门电路的极管、半导体三极管和集成门电路的主要参数和常规测试方法；驾驭晶体主要参数和常规测试
2、方法；驾驭晶体管图示仪的工作原理和运用方法。管图示仪的工作原理和运用方法。本章运用的主要仪器本章运用的主要仪器uu模拟万用表模拟万用表 数字万用表数字万用表直流电桥直流电桥沟通电桥沟通电桥手持式数字手持式数字LCR测试仪测试仪电阻、电感及电容参数测试仪电阻、电感及电容参数测试仪台式双显示数字LCR测试仪晶体管图示仪晶体管图示仪数字集成电路参数测试仪数字集成电路参数测试仪3.1 3.1 概述概述 电路元件如电阻器、电容器、电感器、晶体二极管、晶体三极管和集成电路等是组成电子电路最基本的元件，它们的质量和性能的好坏干脆影响电路的性能。电路元件的测量必需保证测试条件与规定的标准工作条件相符合。3.2
3、 3.2 电路元件参数的测量电路元件参数的测量 uu3 32 21 1电阻和电位器的测量电阻和电位器的测量uu 电阻和电位器在电路中多用来进行限流、分压、分流以及阻抗匹配等，是电路中应用最多的元件之一。一、电阻和电位器的参数一、电阻和电位器的参数 电阻的参数包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等，主要参数为标称阻值和额定功率。标称阻值是指电阻上标注的电阻值；额定功率是指电阻在确定条件下长期连续工作所允许承受的最大功率。uu1 1 电阻规格的直标法电阻规格的直标法uu 直直标标法法是是将将电电阻阻的的类类别别和和主主要要技技术术参参数数的的数数值值干干脆脆
4、标标注注在在电电阻阻的的表表面面上上，如如图图3.1(a)3.1(a)所所示示为为碳碳膜膜电电阻阻，阻阻值值为为10k10k，精精度度为为1%1%。图图3.1(c)3.1(c)所所示示为为电电阻阻额定功率的干脆标识方法。额定功率的干脆标识方法。1/8W1/4W1/2W1W2W5W10W电阻器的额定功率的图形符号电阻器的额定功率的图形符号2电阻规格的色环法电阻规格的色环法u 色环法是是将电阻的类别和主要技术参数的数值用颜色（色环）标注在电阻的表面上，四环电阻第一、其次色环表示电阻被乘数量值；第三环为倍乘的量值；第四为允许误差。前三位分别用X、Y、Z表示，则电阻值为:表3.1各种颜色表示的数值颜色
5、颜色 黑黑棕棕红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝紫紫灰灰白白金金银银无色无色表示数值表示数值 0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010-1-1 1010-2-2 表示误差表示误差（%）1 1 2233445510102020五环电阻第一、其次、第三色环表示电阻被乘数量值；第四环为倍乘的量值；一般将电位器的阻值和功耗干脆标注在器件的表面上，如图3.1(d)所示两种电位器，左边为卧式线性可变电阻器，阻值为0.5k；右边为旋转式对数可变电阻器，阻值为100k。3 3电位器的标识法电位器的标识法在读电阻色环时应看色环的颜色，金银是指误差，确定不是第一色环，另外看色环间距，误差色环间距与其
6、它色环要分的开一些。也可以从更靠近脚位的色环起先读。（3）电位器标识法：通常接受直标法图3.1电阻和电位器参数标注方法uu二、测量原理和常规测试方法uu电阻工作于低频时其电阻重量起主要作用，电抗部分可以忽视不计。uu1电阻的频率特性uu工作频率上升时，等效电路如图3.2所示。uu随频率上升，电阻的沟通与直流阻值承受之增大。图3.2电阻的等效电路CRL2固定电阻的测量uu万用表测量万用表测量万用表测量万用表测量具体的检测方法是：运用万用表的欧姆挡，欧姆挡的量程应视电阻器阻值的大小而定。一般状况下应使表针落到刻度盘的中间段，以提高测量精度，这是因为万用表的欧姆挡刻度线是非线性的，而中间段分度较细且
7、精确。检测电检测电阻器的留意事阻器的留意事项项 运运用用万万用用表表欧欧姆姆挡挡的的不不同同量量程程时时，首首先先要要进进行行表表针针的的调调零零，即即将将红红、黑黑表表笔笔短短接接，调调整整欧欧姆姆挡挡调调零零旋旋钮钮，使使表表针针指指向向OO处处。对对不不同同量量程程的的欧欧姆姆挡挡，在在运运用用时时均需均需调调零一次。零一次。用用万万用用表表检检测测电电阻阻器器的的阻阻值值时时，手手不不能能同同时时接接触触被被测测电电阻阻器器的的两两根根引引线线，以避开人体以避开人体电电阻阻对测对测量量结结果的影响。果的影响。测测量量电电阻阻器器时时，红红、黑黑表表笔笔可可以以不不分，它不影响分，它不影
8、响测测量量结结果。果。细细致致选选择择欧欧姆姆挡挡量量程程是是提提高高测测量量精精度度的的重重要要环环节节。欧欧姆姆挡挡量量程程选选得得是是否否合适，将干脆影响合适，将干脆影响测测量精度。量精度。若若测测量量电电路路中中的的某某个个电电阻阻器器，必必需需将将电电阻阻器器的的一一端端从从电电路路中中断断开开，以以防防电电路中的其它元器件影响路中的其它元器件影响测测量量结结果。果。vv电桥法测量电桥法测量当对电阻值的测量精度要求很高时，可用直流电桥法进行测量。惠斯登电桥的原理如图3.3所示。图3.3 直流电桥测电阻RXR1R2RnGEuu其中R1,R2是固定电阻，称为比率臂，比例系数k=R1/R2
9、可通过量程开关进行调整；为标准电阻,称为标准臂；为被测电阻；G为检流计。uu 测量时，接上被测电阻 ，再接通电源，通过调整K和 ，使电桥平衡，即检流计指示为0，此时，读出K和 的值，即可求得 ：u伏安法测量伏安法测量 伏安法测量原理如图3.4(a)、(b)所示，有电流表内接和电流表外接两种测量电路。图3.4 伏安法测电阻原理图mARXRA+-+V-RXmARA+-+V-(a)电流表内接(b)电流表外接（1 1）电流表内接）电流表内接 电流表内接时，电流表的读数I等于被测电阻 中流过的电流 ，电压表的读数等于被测电阻 上的电压与电流表上的电压之和。被测电阻的测值为:v式中Rx被测电阻的实际值；v
10、RA电流表内阻。v修正值c=-RA（2 2）电流表外接）电流表外接）电流表外接）电流表外接 uu 电电流流表表外外接接时时，电电压压表表的的读读数数U U等等于于被被测测电电阻阻 两两端端的的电电压压 ，电电流流表表的的读读数数则则是是 ，此此时时，被测电阻的测量值为被测电阻的测量值为:式中式中 R R R RX X 被测电阻的实际值；被测电阻的实际值；R RU U电压表内阻。电压表内阻。uu用伏安法测电阻，由于电阻接入的方法不同，测量值与实际值有差异。uu为了尽可能削减系统误差，一是接受加修正值的方法；二是依据被测电阻的阻值范围合理选用电路。uu一般的，当，可接受电流表内接电路；当，可接受电
11、流表外接电路。u3电位器的测量电位器的测量电位器是一种可调电阻器。电位器对外有三个引出端，其中两个为固定端，另一个是滑动端（也称中心抽头）。滑动端可以在固定端之间的电阻体上做机械运动，使其与固定端之间的阻值发生变更。电位器的主要参数电位器的主要参数（1）标称阻值）标称阻值 标在电位器上的阻值，其系列与电阻器的标标在电位器上的阻值，其系列与电阻器的标称阻值系列相同。依据不同的精确等级，实际阻值与标称阻称阻值系列相同。依据不同的精确等级，实际阻值与标称阻值的允许偏差范围为值的允许偏差范围为20%、10%、5%、2%、1%，精，精确电位器的精度可达到确电位器的精度可达到0.1%。（2）额定功率）额定
12、功率 电位器的额定功率是指两个固定端之间允许电位器的额定功率是指两个固定端之间允许耗散的功率。一般电位器的额定功率系列为耗散的功率。一般电位器的额定功率系列为0.063W、0.125W、0.25W、0.5W、0.75W、1W、2W、3W；线绕电；线绕电位器的额定功率比较大，有位器的额定功率比较大，有0.5W、0.75W、1W、1.6W、3W、5W、10W、l6W、25W、40W、63W、100W。（3）滑动噪声）滑动噪声 当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与固定端的电压出现无规则的起伏，这种现象称为电位器的滑固定端的电压出现无规则的起伏，这种现象称为电位
13、器的滑动噪声。它是由材料电阻率分布的不匀整性以及电刷滑动的动噪声。它是由材料电阻率分布的不匀整性以及电刷滑动的无规律变更引起的。无规律变更引起的。一般将电位器的阻值和功耗干脆标注在器件的表面上，如图所示两种电位器，左边为卧式线性可变电阻器，阻值为0.5k；右边为旋转式对数可变电阻器，阻值为100k。4、电位器的测量、电位器的测量性能测量性能测量主要测量电阻标称值和端片接触状况。主要测量电阻标称值和端片接触状况。用示波器测量电位器的噪声用示波器测量电位器的噪声示波器可以用来测量电位器、变阻器的噪声。如图3.5所示。R RWW图3.5 电位器噪声测量接线图 示波器E输入输入当接触良好无噪声时，屏幕
14、显示为一条平滑直线，当接触不好且有噪声时，屏幕上将显示噪声电压的波形4 4非线性电阻的测量非线性电阻的测量uu 光光敏敏、气气敏敏、压压敏敏、热热敏敏电电阻阻器器等等，它它们们的的阻阻值值随随着着外外界界光光线线的的强强弱、气体浓度的凹凸、压力的大小、电压的凹凸、温度的凹凸而变更。弱、气体浓度的凹凸、压力的大小、电压的凹凸、温度的凹凸而变更。uu 一一般般可可接接受受伏伏安安法法，即即逐逐点点变变更更电电压压的的大大小小，然然后后测测量量相相应应的的电电流流，最终作出伏安特性曲线。最终作出伏安特性曲线。322电容的测量电容的测量 u电容器在电路中多用来滤波、隔直、沟通耦合、沟通旁路及与电感元件
15、构成振荡电路等，是电路中应用最多的元件之一。u一、电容的参数和标注方法u1电容的参数u 电容器的参数主要有以下几项。（1 1）标称电容量和允许误差）标称电容量和允许误差 标标注注在在电电容容器器上上的的电电容容量量，称称作作标标称称电电容容量量。电电容容器器的的实实际际电电容容量量与与标标称称电电容容量量的的允允许许最最大大偏偏差差范范围，称为允许误差。围，称为允许误差。（2 2）额定工作电压）额定工作电压 指指在在规规定定的的温温度度范范围围内内，电电容容器器能能够够长长期期牢牢靠靠工工作作的的最最高高电电压压。可可分分为为直直流流工工作作电电压压和和沟沟通通工工作作电电压。压。（3 3）漏
16、电电阻和漏电电流）漏电电阻和漏电电流 电电容容器器的的漏漏电电流流越越大大，绝绝缘缘电电阻阻越越小小。当当漏漏电电流流较较大大时时，电电容容器器会会发发热热，发发热热严严峻峻时时，电电容容器器因因过过热热而而损损坏坏。常常用用电电解解电电容容的的允允许许漏漏电电流和相应的漏电阻值见表流和相应的漏电阻值见表3.23.2。（4 4）损耗因数）损耗因数 电电容容器器的的损损耗耗因因数数定定义义为为损损耗耗功功率率与与存存储储功功率率之之比比，用用D D表表示示。D D值值越越小小，损损耗耗越越小小，电电容容的的质质量量越越好。好。2 2电容规格的标注方法电容规格的标注方法 电容器的标注方法同电阻器一
17、样，有直标法和色标法。有的国家常用一些符号标明单位,如3.3PF标记为3p3,3300 f标为3m3二、测量原理和常规测试方法二、测量原理和常规测试方法uu1电容的等效电路由于绝缘电阻和引线电感的存在，电容的实际等效电路如图3.6(a)所示。在工作频率较低时，等效电路可简化为如图3.6(b)所示。图图3.63.6电容的等效电路电容的等效电路(a)电容的实际等效电路(b)频率较低时电容的简化等效电路C0R0L0C0R0u2性能测量性能测量u （1）估测电容的漏电流）估测电容的漏电流u通常选用万用表的通常选用万用表的 R100、R1K 挡进行测试推断。红、黑表挡进行测试推断。红、黑表笔分别接电容器
18、的负极和正极，在电笔分别接电容器的负极和正极，在电容与表笔相接的瞬间容与表笔相接的瞬间,表针会快速向表针会快速向右摆起，然后渐渐向左退回，待指针右摆起，然后渐渐向左退回，待指针不动不动,指示的电阻值越大指示的电阻值越大,漏电电流越漏电电流越小。假如表针摆起后不再回转，说明小。假如表针摆起后不再回转，说明电容器已经击穿。假如表针摆不起来，电容器已经击穿。假如表针摆不起来，说明电容器电解质已经干枯失去容量说明电容器电解质已经干枯失去容量或内部断路。或内部断路。uu（2）推断电容的极性）推断电容的极性uu 不知道极性的电解电容可用万用表的电阻不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。挡测量其
19、极性。我们知道只有电解电容的正极接电源正我们知道只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。加（漏电阻减小）。测量时，先假定某极为测量时，先假定某极为“+”极，让其与极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，登记表针停止的刻度（表针靠左阻表笔相接，登记表针停止的刻度（表针靠左阻值大），然后将电容器放电（既
20、两根引线碰一值大），然后将电容器放电（既两根引线碰一下），两只表笔对调，重新进行测量。两次测下），两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最终停留的位置靠左（阻值大）的量中，表针最终停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。uu(3)估测电容量估测电容量 uu接线方法与测漏电流相同接线方法与测漏电流相同,表针向右摇表针向右摇摆的幅度越大摆的幅度越大,表示电容量越大表示电容量越大 容量范围容量范围摆动（摆动（FF）范围范围 测量档测量档101010100100100100 R100R100R100R100略有摆略有摆 动动 1/10 1
21、/10以下以下 2/10 2/10以下以下 3/10 3/10以下以下 R1kR1kR1kR1k2/102/10以下以下 3/10 3/10以下以下 6/10 6/10以下以下 7/10 7/10以下以下3 3谐振法测量电容谐振法测量电容uu沟通信号源、沟通电压表、标准电感L和被测电容连成如图3.7所示的并联电路。图3.7 谐振法测电容的原理图VLRC0信号源CX （3-3）式中 Cx 被测电容的容量；L标准电感 C0标准电感的分布电容。测量时调整信号源频率,使电路谐振,此时电压表读数最大,被测电容值 CX为4 4沟通电桥法测量电容量和损耗因数沟通电桥法测量电容量和损耗因数串联电桥串联电桥图3
22、.8(a)沟通串联电桥测量电容和损耗因素GRXR4R3RnCnCXu由电桥的平衡条件可得由电桥的平衡条件可得:（3-4）式中 CxCx被测电容的容量；Cn可调标准电容；R3,R4固定电阻。（3-5）式中 被测电容的等效串联损耗电阻；可调标准电阻；（3-6）uu并联电桥的测量并联电桥的测量R4R3RnGCnCXRX图3.8(b)沟通并联电桥测量电容、电阻和损耗因素.图图3.8(b)3.8(b)所所示示并并联联电电桥桥，调调整整和和使使电电桥桥平平衡衡，此此时时依依据据下下式式可可求求出出电电容容的的容容量量、等等效效串串联损联损耗耗电电阻和阻和损损耗参数。耗参数。（3-7）5电容的数字化测量方法
23、电容的数字化测量方法 一般接受电容电压转换器实现电容的数字化测量，转换器如图3.9所示。图图3.93.9电容电容-电压的转换电路电压的转换电路虚部实部分离电路 R1A+-RxCxUxUrUS式中 Rx被测电容的等效并联损耗电阻；US转换器输入的直流电压值；Ur转换器输出电压的实部值；UX转换器输出电压的虚部值。（3-8）323 电感的测量电感的测量 uu 电感线圈在电路中多与电容一起组成滤波电路、谐振电路等。uu一、主要参数uu1电感量Luu 线圈的电感量L也叫自感系数或自感，是表示线圈产生自感应实力的一个物理量。（3-9）2.2.品质因数品质因数Q Q 线线圈圈的的品品质质因因数数Q Q也也
24、叫叫Q Q值值，是是表表示示线线圈圈品品质质质质量量的的一一个个物物理理量量。它它是是指指线线圈圈在在某某一一频频率率的的沟沟通通电电压压下下工工作作时时，所所呈呈现现的的感感抗抗与与其其等等效效损耗电阻之比。即损耗电阻之比。即:3分布电容分布电容uu 线圈的匝与匝匝与匝间、线圈与屏蔽罩线圈与屏蔽罩间、线圈与磁芯线圈与磁芯、底板间存在底板间存在的电容，均称为分布电容。u 分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因此线圈的分布电容越因此线圈的分布电容越小越好。小越好。二、测量原理和常规测试方法二、测量原理和常规测试方法uu1电感的等效电路uu 等效电路如图3.10(a)所示。当C较小，工作频
25、率较低时，分布电容可忽视不计。等效电路简化为图3.10(b)所示。图图3.103.10电感的等效电路电感的等效电路CRL0(a)电感的实际等效电路(b)电感的简化等效电路RL02谐振法测量电感谐振法测量电感uu将沟通信号源、沟通电压表、标准电容C和被测电感连成如图3.11所示的并联电路。图图3.11 3.11 谐振法测电感的原理图谐振法测电感的原理图VRC0信号源CLX则被测电感值Lx x为:式中 Lx 被测电感的电感量；C标准电容；C0 标准电感的分布电容 f1第一次谐振的频率。（3-10）.由上述两式可得:式中 f2 其次次谐振的频率。（3-11）去掉C3 3沟通电桥法测量电感沟通电桥法测
26、量电感 uu马氏电桥马氏电桥RXR3RnCnLXR2G3.12(a)马氏电桥uu由电桥平衡条件可得由电桥平衡条件可得式中式中 L Lx x被测电感；被测电感；C Cx x标准电容；标准电容；R Rx x被测电感的损耗电阻。被测电感的损耗电阻。（3-12）.海氏电桥海氏电桥R2GR3LXRXCnRn3.12(b)海式电桥.（3-133-13）电电桥桥法法测测量量电电感感一一般般适适用用于于低低频频运运用用的的电电感，尤其适用于有铁芯的大电感。感，尤其适用于有铁芯的大电感。如如图图3.12(b)3.12(b)所所示示，同同样样由由电电桥桥平平衡衡条条件件可可 得得uu4通用仪器测量电感uu通用仪器
27、测量电感的理论依据是复数欧姆定律，电路原理如图3.13所示。图图3.13 3.13 通通用用仪仪器器测测电电感感的的原理图原理图信号源信号源V1R1LXR2V25电感的数字化测量方法电感的数字化测量方法一般接受电感一般接受电感电压转换器实现电感的电压转换器实现电感的数字化测量，该转换器如图数字化测量，该转换器如图3.14所示。所示。图3.14电感-电压的转换电路LX虚部实部分离电路 R1A+-RxUxUrUS利用实部、虚部分别电路可得：（3-15）u324半导体二极管参数的测半导体二极管参数的测量量uuuu二极管是整流、检波、限幅、钳位等电路中的主要器件。uu一、半导体二极管的特性和主要参数一
28、、半导体二极管的特性和主要参数uu1二极管的主要特性二极管的主要特性uuuu二极管最主要的特性是单向导电特性，即二极管最主要的特性是单向导电特性，即二极管正向偏置是导通；反向偏置时截止。二极管正向偏置是导通；反向偏置时截止。uu2二极管的主要参数uu（1）最大整流电流uu指管子长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。uu（2）反向电流uu指在确定温度条件下，二极管承受了反向工作电压、又没有反向击穿时，其反向电流值。uu（3）反向最大工作电压uu指管子运行时允许承受的最大反向电压。应小于反向击穿电压。uu（4）直流电阻uu指二极管两端所加的直流电压与流过它的直流电流之比。良好的二极管的正向电阻约
29、为几十到几k；反向电阻大于几十k到几百k。uu（5）沟通电阻ruu二极管特性曲线工作点Q旁边电压的变更量与相应电流变更量之比。uu（6）二极管的极间电容uu势垒电容与扩散电容之和称为极间电容。在低频工作时，二极管的极间电容较小，可忽视；在高频工作时，必需考虑其影响。uu二、测量原理和常规测试方法二、测量原理和常规测试方法uuPN结的单向导电性是进行二极管测量的结的单向导电性是进行二极管测量的根本依据。根本依据。uu1模拟式万用表测量二极管模拟式万用表测量二极管uu（1）正、反向电阻的测量）正、反向电阻的测量uu通常小功率锗二极管正向电阻值为300500，硅管为1k或更大些。uu锗管反向电阻为几
30、十千欧，硅管反向电阻在500k以上（大功率二极管的数值要小得多）。uu正反向电阻的差值越大越好。正反向电阻的差值越大越好。uu（2）极性的判别）极性的判别uu 依据二极管正向电阻小，反向电阻大依据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点可判别二极管的极性。的特点可判别二极管的极性。uu 将万用表置于将万用表置于R1K挡，先用红、黑挡，先用红、黑表笔随意测量二极管两端子间的电阻值，表笔随意测量二极管两端子间的电阻值，然后交换表笔再测量一次，假如二极管是然后交换表笔再测量一次，假如二极管是好的，两次测量结果必定出现一大一小。好的，两次测量结果必定出现一大一小。以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所接以阻值较
31、小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为正极，红表笔所接的一端则为负的一端为正极，红表笔所接的一端则为负极。极。uu假如测得正向电阻为无穷大，说明二极管假如测得正向电阻为无穷大，说明二极管的内部断路，若测得的反向电阻接近于零，的内部断路，若测得的反向电阻接近于零，则表明二极管已经击穿则表明二极管已经击穿 uu（3）管型的判别）管型的判别uu 硅二极管的正向压降一般为硅二极管的正向压降一般为0.60.7V，锗二极管的正向压降一般为，锗二极管的正向压降一般为0.10.3V，通过测量二极管的正向导通，通过测量二极管的正向导通电压，就可以判别被测二极管的管型。电压，就可以判别被测二极管的管型。(P39图图
32、315）uu2数字式万用表测量二极管uu实际测量的是二极管的直流压降。uu用数字万用表的二极管档位测量二极管。测二极管时，运用万用表的二极管的档位。若将红表笔接二极管阳（正）极，黑表笔接二极管阴（负）极，则二极管处于正偏，万用表有确定数值显示。若将红表笔接二极管阴极，黑表笔接二极管阳极，二极管处于反偏，万用表高位显示为“1”或很大的数值，此时说明二极管是好的。在测量时若两次的数值均很小，则二极管内部短路；若两次测得的数值均很大或高位为“1”，则二极管内部开路uu3用晶体管图示仪测量二极管uu干脆显示二极管的伏安特性曲线。uu4发光二极管的测量uu（1）用模拟式万用表判别发光二极管uu与推断一般
33、二极管的方法一样,只不过一般发光二极管的正向导通电压值稍大,测量时可用R1K挡或R10K挡测量其正反向电阻.uu一般发光二极管的两管脚中，较长的是正极，较短的是负极。对于透亮或半透亮塑封的发光二极管，可以用肉眼视察到它的内部电极的形态，正极的内电极较小，负极的内电极较大。（2）发光二极管工作电流的测量6.8kRP6VR100 mA图3.15 发光二极管的测量图325半导体三极管参数的测半导体三极管参数的测 量量半导体三极管是内部含有两个PN结、外部具有三个电极的半导体器件。一、三极管的主要参数1直流电流放大系数定义为集电极直流电流与基极直流之比。2沟通电流放大系数三极管在有信号输入时，定义为集
34、电极电流的变更量与基极电流的变更量之比。uu3穿透电流穿透电流uu基极基极b开路，集电极开路，集电极c与放射极与放射极e间加反间加反向电压时的集电极电流向电压时的集电极电流 。硅管的。硅管的 在几微安以下。在几微安以下。uu4反向击穿电压反向击穿电压uu 是基极是基极b开路，集电极开路，集电极c与放与放射极射极e间的反向击穿电压。间的反向击穿电压。uu5集电极最大允许电流集电极最大允许电流uu 是是 值下降到额定值的值下降到额定值的1/3时所时所允许的最大集电极电流。允许的最大集电极电流。uu6集电极最大允许功耗uu是集电极上允许消耗功率的最大值。uu、值由器件手册可查得，uu、可以用晶体管图
35、示仪进行测量。二、测量原理和常规测试方法1 1模拟万用表测量三极管模拟万用表测量三极管模拟万用表测量三极管模拟万用表测量三极管可推断可推断可推断可推断b b、c c、e e，并估测电流放大倍数。，并估测电流放大倍数。，并估测电流放大倍数。，并估测电流放大倍数。(1)(1)基极的判定基极的判定基极的判定基极的判定利用利用利用利用PNPN结的单向导电性进行判别。结的单向导电性进行判别。结的单向导电性进行判别。结的单向导电性进行判别。将万用表置于将万用表置于将万用表置于将万用表置于R1kR1k挡，用黑表笔接三极管的挡，用黑表笔接三极管的挡，用黑表笔接三极管的挡，用黑表笔接三极管的随意一极，再用红表笔
36、分别去接触另外两个电极测其正、随意一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极测其正、随意一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极测其正、随意一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极测其正、反向电阻，直到测得的两个电阻都很大（在测量过程中，反向电阻，直到测得的两个电阻都很大（在测量过程中，反向电阻，直到测得的两个电阻都很大（在测量过程中，反向电阻，直到测得的两个电阻都很大（在测量过程中，假如出现一个阻值很大，另一个阻值很小，此时就须要假如出现一个阻值很大，另一个阻值很小，此时就须要假如出现一个阻值很大，另一个阻值很小，此时就须要假如出现一个阻值很大，另一个阻值很小，此时就须要将黑表笔换一个电极再测），此
37、时黑表笔所接的电极就将黑表笔换一个电极再测），此时黑表笔所接的电极就将黑表笔换一个电极再测），此时黑表笔所接的电极就将黑表笔换一个电极再测），此时黑表笔所接的电极就是三极管的基极是三极管的基极是三极管的基极是三极管的基极b b，而且为，而且为，而且为，而且为PNPPNP型三极管。当测得的两型三极管。当测得的两型三极管。当测得的两型三极管。当测得的两个阻值都很小时，黑表笔所接的电极就为基极，而且为个阻值都很小时，黑表笔所接的电极就为基极，而且为个阻值都很小时，黑表笔所接的电极就为基极，而且为个阻值都很小时，黑表笔所接的电极就为基极，而且为NPNNPN型三极管。型三极管。型三极管。型三极管。uu(
38、2)放射极和集电极的判别uu判别放射极和集电极的依据是：放射区的杂质浓度比集电区的杂质浓度高，因而三极管正常运用时的值比倒置运用时要大得多。uu对于NPN型硅管，可以在基极与假设的集电极之间接一个100k的电阻(或用手捏住c和b)，将万用表置于R1k挡，黑表笔接c，红表笔接e，测两个电极的阻值，再假设另一极为c，重复上述操作，其中阻值较小的一次，黑表笔所接的就为集电极，红表笔所接就为放射极，万万用用表表ER0测试步骤测试步骤uu如图3.16(a)所示：uu三极管基极集电极间uu接k电阻。uu与万用表相连。uu结论：结论：uu此时显示电阻值小，uu三极管为放大状态，uu黑表笔接的为cuu红表笔接
39、的为e黑黑红红(a)推断c、e的测量接线图100kuu对锗材料的PNP、NPN型待测三极管，可先用上述方法确定三极管的基极b.然后将万用表置于R1k挡，再测剩余两个电极的阻值，对调表笔各测一次，在阻值较小的一次测量中，对于PNP型三极管红表笔所接为集电极，黑表笔所接为放射极。对于NPN型三极管红表笔所接为放射极，黑表笔所接为集电极，uu（3）电流放大倍数的估测uu测NPN型三极管时，将万用表置于R1k或R100挡，把黑表笔接集电极，红表笔接放射极，测其阻值,再用手捏着基极和集电极,视察表针摇摆幅度的大小,表针摇摆越大,越大uu这种判别电极方法的原理是，利用万用表内部的电池，给三极管的集电极、放
40、射极加上电压，使其具有放大实力。有手捏其基极、集电极时，就等于通过手的电阻给三极管加一正向偏流，使其导通，接入电阻后的阻值应比不接电阻时要小，因此表针向右摇摆，幅度就反映出其放大实力的大小。uu2用数字万用表测量三极管uu干脆以数字形式显示测量值。uu（1）用数字万用表的二极管档位测量三极管的类型和基极b推断时可将三极管看成是一个背靠背的PN结，依据推断二极管的方法，可以推断出其中一极为公共正极或公共负极，此极即为基极b。对NPN型管，基极是公共正极；对PNP型管则是公共负极。因此，推断出基极是公共正极还是公共负极，即可知道被测三极管是NPN或PNP型三极管。（2）放射极e和集电极c的推断利用
41、万用表测量（HFE）值的档位，推断放射极e和集电极c。将档位旋至HFE基极插入所对应类型的孔中，把其余管脚分别插入c、e孔视察数据，再将c、e孔中的管脚对调再看数据，数值大的说明管脚插对了。uu3用晶体管特性图示仪测量三极管3.3晶体管特性图示仪的工作原理与应用晶体管特性图示仪可以干脆显示共放射极、共基极、共集电极的输入特性、输出特性和正向转移特性等。331晶体管图示仪的特点1广泛性2直观性3全面性4精确性u3.3.2晶体管图示仪的工作原理晶体管图示仪的工作原理uu图示仪的基本组成如图3.17所示。uu主要由同步脉冲发生器同步脉冲发生器、基极阶梯波发生器、集电极扫描电压发生器、测试转换开关、垂
42、直放大器、水平放大器和示波管组成。被测管bec基极阶梯信号发生器放大器X放大器Y放大器测试转换开关 同步同步 脉冲脉冲 发生器发生器tVce集电极扫描电压发生器图3.17 图示仪的基本组成框图tIb333晶体管图示仪的测试应用uu1.1.测试前留意事项测试前留意事项uu（1 1）要对被测管的主要直流参数有一个）要对被测管的主要直流参数有一个或许的了解和估计，特殊要了解被测管的或许的了解和估计，特殊要了解被测管的集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCMPCM、最大允许电、最大允许电流流ICMICM和击穿电压和击穿电压BUCEOBUCEO、BUCBOBUCBO、UEBOUEBO。uu（2
43、 2）选择好扫描和阶梯信号的极性，以）选择好扫描和阶梯信号的极性，以适应不同管型和测试项目的须要。适应不同管型和测试项目的须要。uu（3 3）依据所测参数或被测管允许的集电）依据所测参数或被测管允许的集电极电压，选择合适的扫描电压范围和功耗极电压，选择合适的扫描电压范围和功耗电阻。电阻。uu（4）对被测管进行必要的估算，选择合适的阶梯电流或阶梯电压。uu（5）在进行ICM的测试时，一般接受单簇为宜，以免损坏被测管。uu（6）在进行IC或ICM 测试时，应依据集电极电压的实际状况，不应超过仪器规定的最大电流，如表3.4所示。uu(7)进行高压测试时，应特殊留意平安，电压应从零渐渐调整到须要值，测
44、试完毕后，应马上将峰值电压调到零。表3.4最大电流比照表电压范围电压范围0-10V0-10V0-50V0-50V0-100V0-100V0-0-500V500V允许最大电流允许最大电流5A5A1A1A0.5A0.5A0.2A0.2Auu2.晶体管输出特性曲线的测量晶体管输出特性曲线的测量图3.18 图示仪测量三极管输出特性原理框图Y放大器becRS X放大器tIb基极阶梯信号发生器放大器tVce集电极扫描电压发生器uu例例1：NPN型三极管输出特性曲线的测试型三极管输出特性曲线的测试uu 测试主要步骤如下：测试主要步骤如下：uu（1）判明晶体管管脚（）判明晶体管管脚（b、c、e），将测试开），
45、将测试开关置于单管测试档位，将晶体管插入测试台中管关置于单管测试档位，将晶体管插入测试台中管座内。座内。uu（2）峰值电压范围置于）峰值电压范围置于010V档，使扫描电档，使扫描电压在压在010V之间可调。之间可调。uu（3）极性设置为正（）极性设置为正（+），依据被测管的管型、），依据被测管的管型、组态、扫描电压和对地极性选择。表组态、扫描电压和对地极性选择。表3.5给出了给出了扫描电压和阶梯波的极性选择表。扫描电压和阶梯波的极性选择表。管型管型组态组态扫描电压扫描电压阶梯波阶梯波NPNNPN共发共发+共基共基+-PNPPNP共发共发-共基共基-+JFETJFETN N沟道沟道共发共发+-P
46、 P沟道沟道共基共基-+表3.5扫描电压和阶梯波极性选择表uu（4）功耗电阻设置为250。uu（5）X轴集电极电压设置为1V/度。uu（6）Y轴集电极电流设置为1mA/度。uu（7）阶梯选择基极电流设置为10A/度。uu（8）调整级/簇旋钮，渐渐加大峰值电压，使屏幕显示完整稳定的多簇曲线。如图3.19(a)3.4 集成电路参数的测试集成电路参数的测试u341TTL与非门外部特性测试uu外部特性，是指通过集成电路芯片引脚反映出来的特性。uuTTL与非门的外部特性主要有电压传输特性、输入特性、输出特性、电源特性和传输延迟特性等。1.空载导通电源电流空载导通电源电流uu（对应有空载导通功耗）uu是指
47、输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态时，电源供应的电流。uu将空载导通电源电流乘以电源电压就得到空载导通功耗，即。uu一般，TTL与非门的典型值为30几毫瓦，通常要求。mA74LS2012456CC714图3.20 ICCL测试图测试方法如图3.20所示（以74LS20二输入与非门为例）。测试时，输入端悬空，输出空载，毫安表指示电流值则为 。2.空载截止电源电流空载截止电源电流uu（对应空载截止功耗（对应空载截止功耗 ）uu 是指输入端接低电平，输出端是指输入端接低电平，输出端开路时电源供应的电流。测试方法如开路时电源供应的电流。测试方法如图图3.21所示。所示。uu将空载截止
48、电源电流乘以电源电将空载截止电源电流乘以电源电压就得到空载截止功耗。压就得到空载截止功耗。即。即。uu uu一般要求一般要求 。测试方法如图3.2所示（以74LS20二输入与非门为例）。图3.21 ICCH测试图245174LS20614mACC7图中第脚接地，输出端悬空，毫安表指示的数值即为ICCH。uu又称低电平输入uu短路电流，是输uu入端短路测得的电流。uu测试方法如图3.22所示。uu通常典型与非门的值uu为1.4mA。245CC1474LS2067mA1图3.22 I1S测试图3.输入短路电流4.电压传输特性测试TTL与非门的电压传输特性是指输出电压随输入电压变更的曲线。电压传输特
49、性的测量电路如图3.23所示。通常典型TTL与非门电路要求（典型值为3.5V）、。图图3.233.23电压传输特性测试电电压传输特性测试电路路1uiCC1424574LS2067u0Vuu开门电平：使电路输出端处于低电位上限所允许开门电平：使电路输出端处于低电位上限所允许的最低输入电位。的最低输入电位。VONVON的典型值为的典型值为1.5V1.5V，产品规，产品规范值为开门电平范值为开门电平1.8V1.8V。VONVON的大小反映了高电的大小反映了高电平抗干扰实力，开门电平愈小，在输入高电平常平抗干扰实力，开门电平愈小，在输入高电平常的抗干扰实力愈强。的抗干扰实力愈强。uu关门电平：使电路输
50、出端处于高电位下限所允许关门电平：使电路输出端处于高电位下限所允许的最高输入电位。的最高输入电位。VOFFVOFF的典型值为的典型值为1V1V，产品规，产品规范值范值VOFF0.8VVOFF0.8V。关门电平的大小反映了低电。关门电平的大小反映了低电平抗干扰实力，平抗干扰实力，VOFFVOFF越大，在输入低电平常的抗越大，在输入低电平常的抗干扰实力越强。干扰实力越强。u5.扇出系数u扇出系数是指输出端最多能带同类门的个数，它反映了与非门的最大负载实力。u为时允许灌入的最大灌入负载电流，IIS是低电平输入短路电流。u一般。u测试电路如图3.24所示。3.24 扇出系数测试电路扇出系数测试电路7m