電子元器件參數(shù)測量及儀器精

1、第7章電子元器件參數(shù)測量及儀器本章介紹：器件一般指二極管、 三極管、場效應(yīng)管等，測試儀器為晶體管圖示儀，測出其特性曲線阻抗測量一般是指電阻、電容、電感及相關(guān)的Q值、損耗角、電導(dǎo)等參數(shù)的測量。其中，電阻表示電路中能量的損耗，電容和電感則分別表示電場能量和磁場能量的存儲和寄 生參數(shù)對阻抗測試的影響。由于電阻器、電感器和電容器受到所加的電壓、電流、頻率、 溫度及其它物理和電氣環(huán)境的影響而改變阻抗值，因此在不同的條件下其電路模型不同。本章主要介紹阻抗的測量方法即阻抗模擬測量法和數(shù)字測量法等阻抗測量的基本技術(shù)。 集總參數(shù)元件的測量主要采用電壓-電流法、電橋法和諧振法。依據(jù)電橋法制成的測量儀總 稱為電橋，

2、電橋主要用來測量低頻元件。Q表是依據(jù)諧振法制成的測量儀器，Q表主要用來測量高頻元件。阻抗測量有多種方法， 必須首先考慮測量的要求和條件，然后選擇最合適的方法，需要考慮的因素包括頻率覆蓋范圍、測量量程、測量精度和操作的方便性。沒有一種方法能包括所有的測量能力，因此在選擇測量方法時需折衷考慮。應(yīng)在測試頻率范圍內(nèi)根據(jù)它們各自的優(yōu)缺點選擇正確的測試方法。7. 1電子器件特性及參數(shù)測量儀器7. 1. 1電子器件參數(shù)儀器的分類1、半導(dǎo)體分立器件測量儀器(1 )、直流參數(shù)測量儀器(2 )、交流參數(shù)測量儀器(3)、極限參數(shù)測量儀器(4 )、晶體管圖示儀2、數(shù)字集成電路測試儀器3、模擬集成電路測試儀7. 1 .

3、 2晶體管特性曲線的測量1、測量方法(1) 點測法(2) 圖示法規(guī)2、晶體管特性圖示儀7. 2集總參數(shù)阻抗的測量阻抗測量一般是指電阻、電容、電感及相關(guān)的本節(jié)要求：掌握阻抗的模擬測量法電橋法；諧振法和 電橋的平衡條件，能運用替代法測電容和電感。 7. 2 . 1集總參數(shù)元件簡介7. 2. 2電橋法電橋法又叫指零法，以電橋平衡原理為基礎(chǔ)。1. 電橋的平衡條件Q值、損耗角、電導(dǎo)等參數(shù)的測量。Q表的組成原理及測量原理，掌握并會運用(7-1 )2、交，Z4一 匚2，Z3 (7-2)Zx 0|=|Z2| 乙流四臂電橋它由測量信號源、測量橋路、平衡指示電路、平衡調(diào)節(jié)機構(gòu)、顯示電路和電源等組成。3、電橋法測量

4、集總參數(shù)元件的誤差(1) 標準元件值的誤差：當(dāng)標準元件值不準確時會直接影響測量誤差，誤差的大小決定 于電路的形式和元件的準確度。(2) 電橋指示器的誤差：當(dāng)指示器靈敏度較低時，難于判斷最小值的準確位置，因而產(chǎn) 生指示誤差。特別是當(dāng)信號源中含有較高次諧波電壓時。(3) 屏蔽不良引起誤差：寄生耦合和外界電磁場的干擾也會引起誤差。7. 2 . 3諧振法測量元件參數(shù)諧振法是利用調(diào)諧回路的諧振特性而建立的阻抗測量方法。測量線路簡單方便，在技 術(shù)上的困難要比高頻電橋小。(7.3)(7.4)(7.5)1X =0 L0oC諧振法測量原理圖1-'oL1.諧振法測電容、電感(1)直接測量根據(jù)3) >

5、 (7.4) > (7.5)由已知的標準電容值C ( PF),可求得電感L或由已知的標準電感值L ( H),可求得電容 C(2)替代法1)替代法測電容選擇適當(dāng)電感L(不必為標準電感)，接入標準可變電容諧振，然后接入被測電容Cx。Cx=Cs1 'Cs2當(dāng)Cx較小時(7-6)DCs (如虛線所示)，調(diào)回路至當(dāng)Cx較大時，Cx應(yīng)和Cs串聯(lián)接入,同樣方法，Cx為2)CsQs2“CC；(7-7)替代法測電感并聯(lián)替代法：用于測量較大的電感，如圖所示。(7P8) / 2彳2廠4 二 f CL(7-9)12 24 二 2 f 2C Lx LL(7 24兀Lx討02七12S2并聯(lián)替代法測量電感的原

6、理 圖12f (Cs2 -Cs1)串聯(lián)替代法：用于測量較小的電感。如圖所示2串聯(lián)替代法測電感LxL4： 2f 2Cs112T7-s22 24 二 2f 2cLxCs1 -Cs22 24 - f Cs1Cs2(7-11 )(7-12 )(7-13)634 Q值測量-主(7譎2LoQ表的基本組成框圖PV21. Q表組成原理及測量原理Q表是根據(jù)諧振原理制成的，又稱為品質(zhì)因素測量儀。它由高頻振蕩器、測量電 路和輸入、輸出指示器等組成。高頻振蕩器常采用多頻段式，其頻率范圍視Q表 的工作頻率范圍而定。C1和C2組成分壓電路，C2上的電壓U1作為Q表諧振回 路的信號電壓，C2C1、C2Cs且C2和Cs損耗小

7、到可以忽略不計的程度。高 頻 振 蕩當(dāng)測量電感時，被測電感 Lx接于端子1和2之間，保持高頻振蕩器輸出和頻率為某一值； 調(diào)整標準電容Cs使回路串聯(lián)諧振，即Pv 2的指示值為最大值，此最大值U 2等于Ui的Q倍, 即f 0和Cs都是已(7.15)這樣PV2的指示可以直接用Q來刻度，形成直讀式儀表。由于諧振時知的，因此被測量電感 Lx可由下式求得:如果fo14二2 f°2Cs的單位為MHz, Cs的單位為pF,則Lx得單位為(7.16)2. Q表測量中產(chǎn)生測量誤差的因素以下因素會引起Q表產(chǎn)生測量誤差：耦合元件的損耗電阻引起測量誤差。調(diào)諧用標準電容自身Q值不高引起測量誤差。Q表殘余參量的影響，如與被 測元件相連接的引線存在殘量電感， 會使被測電感值偏大。Q值電壓表指示誤 差。本節(jié)思考題與習(xí)題1. 交流電橋平衡必須同時滿足哪兩個平衡條件？2. 引起電橋法測量集總參數(shù)元件的誤差的因素主要有哪幾個?3. 判斷下圖中的交流電橋哪些接法是正確的？哪些錯誤的？并說明理由。 與C2=1卩F相串聯(lián)，Z4為電容C4=0.5卩F，信號源角頻率3 =102 rad/s,求阻抗Z3的元件值。GDC2R L(D-G>(a)(b)(d)4. 某直流電橋測量