晶体管的定义,晶体管测量参数和参数测量仪器
晶体管是一种以半导体材料为基础的电子元件,具有检波、整流、放大、开关、稳压和信号调制等多种功能。其核心是通过控制输入电流或电压来调节输出电流,实现信号放大或电路开关功能。
基本定义
晶体管泛指所有半导体单体元件,包括二极管、三极管、场效应管(FET)等。它通过半导体材料的电学特性(如掺杂形成的PN结)控制电流流动,是现代电子电路的基础构建块。
核心特性
功能多样性:可放大微弱信号(如音频放大器)、快速切换(数字电路逻辑门)、稳压或调制信号。
高速响应:实验室中切换速度可达100GHz以上,远超机械开关。
微型化:可集成于芯片中,如现代CPU包含数十亿晶体管。
主要分类
双极型晶体管(BJT):通过基极电流控制集电极电流,分为NPN和PNP型。
场效应晶体管(FET):通过栅极电压控制源漏极电流,包括MOSFET等。
晶体管参数测量是电子工程中的核心技能,涉及极限参数、电学特性、频率特性等多维度测试。以下是关键参数分类及测量方法:
一、极限参数测量
电压参数
击穿电压:使用耐压测试仪,逐步增加反向电压至电流突增点(如VCEO测试需基极开路)。
最大反向电压:通过阶梯电压法监测漏电流变化,确定PN结耐压极限。
2.电流与功率参数
最大集电极电流(IC):串联可调电阻和电流表,逐步增加负载至晶体管温升异常。
最大功耗(Ptot):结合恒流源和热像仪,监测结温不超过Tjmax(通常150°C~175°C)。
二、电学性能参数测量
增益与放大特性
电流放大系数(β/hFE):共发射极电路下,测量基极电流(Ib)与集电极电流(Ic)比值。
转移电导(gm):FET中通过栅极电压变化与漏极电流响应计算。
开关特性
饱和电压(VCE(sat)):BJT导通时,直接测量集电极-发射极压降。
阈值电压(Vth):MOSFET栅极电压扫描法,观察漏极电流首次显著上升点。
晶体管参数测试系统SC2020是半导体分立器件电学参数测试的专用设备,主要用于半导体
器件生产厂家进行圆片中测或封装成测,各类整机厂家、科研院所的质量检测部门IQC进行
来料检验,研发部门进行失效分析、选型配对、可靠性分析测试。
系统为桌面放置的台式机结构,由测试主机和程控电脑两大部分组成。外挂各类夹具和适配
器,还能够通过Prober接口、Handler接口可选(16Bin)连接分选机和机械手建立工作站
,实现快速批量化测试。通过软件设置可依照被测器件的参数等级进行自动分类存放。能够
极好的应对“来料检验 ”“失效分析 ”“选型配对 ”“量产测试 ”等不同应用场景。
系统软件基于Labview平台开发,填充式菜单界面,带自动纠错功能,可进行器件参数的分
档、分类编程,并可实时显示和记录分档、分类测试结果,测试结果和统计结果均可以EXC
EL格式存贮于计算机中,根据需要可以打印输出。