《集成電路測試技術(shù)基礎(chǔ)》實驗指導(dǎo)書

集成電路測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書信息工程學(xué)院微電子學(xué)系實驗守則一．預(yù)習(xí)認(rèn)真預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容和相關(guān)理論知識，明確實驗?zāi)康?、原理和步驟，了解有關(guān)儀器設(shè)備的使用方法、注意事項以及操作規(guī)程等。二．實驗1．按規(guī)定時間到達(dá)實驗室，遵守實驗室相關(guān)的規(guī)章制度。2．實驗過程中，要聽從教師和工作人員的指導(dǎo)，認(rèn)真操作和觀察，如實記錄各種實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象，不得拼湊數(shù)據(jù)或抄襲他人的實驗記錄。3．實驗過程中，若出現(xiàn)儀器設(shè)備故障，應(yīng)立即切斷電源，停止操作，保持現(xiàn)場，報告指導(dǎo)教師。4．實驗完成后，原始實驗數(shù)據(jù)必須由指導(dǎo)教師簽字確認(rèn)。三．實驗報告1．實驗報告要求字跡工整，條理清楚，簡明扼要，裝訂整齊，要有單獨的封面頁。實驗報告封面頁需依次注明以下信息：課程名稱：集成電路測試技術(shù)基礎(chǔ)。?實驗序號及實驗名稱，如：實驗一一******。班級、姓名、學(xué)號及實驗時間和地點。?指導(dǎo)教師： 。2．基本內(nèi)容實驗?zāi)康膶嶒炘硭脙x器被測器件特性實驗步驟實驗數(shù)據(jù)分析3．每個實驗中要求的其它具體內(nèi)容。實驗一實驗二實驗一實驗二實驗三實驗四41114目錄keithley2600系列數(shù)字源表的認(rèn)知學(xué)習(xí)利用數(shù)字源表進(jìn)行二極管特性參數(shù)的測試?yán)脭?shù)字源表進(jìn)行三極管特性參數(shù)的測試基于數(shù)字源表的基準(zhǔn)電壓源集成電路測試實驗一Keithley2600系列數(shù)字源表的認(rèn)知學(xué)習(xí)一、實驗?zāi)康?、 了解Keithley2600系列數(shù)字源表的特點及主要優(yōu)點；2、 理解Keithley2600系列數(shù)字源表開爾文測試的原理；3、 掌握Keithley2600系列數(shù)字源表的使用方法二、實驗原理1、Keithley2600系列數(shù)字源表主要特點及優(yōu)點：2600A系列是吉時利屢獲殊榮的數(shù)字源表平臺的最新版本。該平臺囊括了精密電源、真電流源、DMM、任意波形發(fā)生器、電壓或電流脈沖發(fā)生器，帶有測量、電氣負(fù)載和觸發(fā)控制功能——融所有功能于一臺儀器之中。一個緊湊的單元中綜合了如下功能：精密電壓源、高精度電流源、數(shù)字多用表、任意波形發(fā)生器、電壓或電流脈沖發(fā)生器、電子負(fù)載以及觸發(fā)控制器；接觸檢測功能確保了高速及準(zhǔn)確的測量；每秒10,000個讀數(shù)和5,500個源-測量點記錄到存儲器，提供了更快速的測試；內(nèi)置的測試腳本處理器（TSP?）提供非并行系統(tǒng)的自動化測試，將I-V測試的速度提高到同類產(chǎn)品的二到四倍；2600系列提供寬動態(tài)范圍：1pA到10A,1口V到200V。每個2600系列數(shù)字源表的通道都提供高度的靈活性、具有電壓和電流表/限制器的四象限電源。每個通道都可被設(shè)置為一個：精密電源（高達(dá)200V和3ADC/10A脈沖輸出，具有1pA讀回分辨率）精確電流源數(shù)字多用表（直流電壓、直流電流、電阻、電源，具有五位半分辨率）電源V或I脈沖發(fā)生器（脈沖寬度：150口s或更長一僅源；250口s或更長一源和測量）電源V或I波形發(fā)生器（20點正弦波在TSP測試腳本中可高達(dá)400Hz）電子負(fù)載

2、開爾文測試開爾文(Kelvin)測試就是通常所說的四線測試方式，四線開爾文測試的目的是扣除導(dǎo)線電阻帶來的壓降。一段30cm長導(dǎo)線的等效電阻大概是十毫歐姆到百毫歐姆，如果通過導(dǎo)線的電流足夠大(比如是安培級的話)，那么導(dǎo)線兩端的壓降就達(dá)到幾十到上百mV。如想準(zhǔn)確測量負(fù)載兩端的電壓就必須扣除導(dǎo)線電阻帶來的壓降。開爾文測試的等效電路如下：F0RCEAGhDSENSEDGSV/1SOURCEF0RCEAGhDSENSEDGSV/1SOURCE圖1.1開爾文連接示意圖其中RL等效為被測器件，通過V/I源的FORCE線為器件提供恒流，通過SENSE線測量RL兩端的電壓。而FORCE和AGND導(dǎo)線均存在等效電阻，當(dāng)流經(jīng)的電流較大時，勢必產(chǎn)生比較大的壓降。由于SENSE和DGS直接接到負(fù)載兩端，且輸入阻抗極高，故流過這兩根導(dǎo)線的電流可視為零，從而能精確讀取負(fù)載兩端電壓。2600系列源表的測試就是采用開爾文測試方法，如下圖：QGuardOutputVSource圖QGuardOutputVSource圖1.2Keithley2600儀器模擬測試端口結(jié)構(gòu)AdjustVSource(Feedback)3、Keithley2600系列數(shù)字源表前后面板

下圖顯示了2600系列源表的前面板Model2602andModel2612OW&FFOUTPUTCWJA CHANooCURSOR3H-JrfCES4FIGES3T55FEEDD-3IT9a^EEDFLTERKEITHIL6YSYSTEMSqui^UeterWKEITHLEYSourceMeterCHANNELA-CHANNELS下圖顯示了2600系列源表的前面板Model2602andModel2612OW&FFOUTPUTCWJA CHANooCURSOR3H-JrfCES4FIGES3T55FEEDD-3IT9a^EEDFLTERKEITHIL6YSYSTEMSqui^UeterWKEITHLEYSourceMeterCHANNELA-CHANNELS7?ASPOWERoRAMGE)LIMIT1MODE圖1.32600系列前面板RE-FLIEPUWITIMODE注意：2601和2611型有一個源表通道（通道A）,2602和2612型有兩個源表通道（通道A和通道B）。特殊鍵和電源開關(guān)：DISPLAY:在各種源-測量顯示和用戶信息模式間切換。2602/2612型號選擇單通道或雙通道顯示。CONFIG:用于功能和操作的設(shè)置。POWER：電源開關(guān)，按下時（I）打開源表，彈起時（O）關(guān)閉源表。數(shù)字鍵：在EDIT模式可以直接按數(shù)字鍵（0-9,+/-,0000）輸入數(shù)值。2、源測量設(shè)置，性能控制和特殊操作：最上一行-2601/2611和2602/2612型源測量設(shè)置：SRCChannelA-選擇源功能（電壓V或電流A）,并將光標(biāo)放在源設(shè)置區(qū)用于編輯。MEASChannelA-循環(huán)選擇各測試功能（電壓V,電流A,電阻Q或功率W）。LIMITChannelA-將光標(biāo)放在限制設(shè)置區(qū)用于編輯。MODEChannelA-直接選擇測試功能（電壓V,電流A,電阻Q或功率W）。最上一行-僅用于2602/2612型源測量設(shè)置：SRCChannelB-選擇源功能（電壓V或電流A）,并將光標(biāo)放在源設(shè)置區(qū)用于編輯。MEASChannelB-循環(huán)選擇各測試功能（電壓V,電流A,電阻Q或功率W）。LIMITChannelB-將光標(biāo)放在限制設(shè)置區(qū)用于編輯。MODEChannelB-直接選擇測試功能（電壓V,電流A,電阻Q或功率W）。中間行-2601/2611和2602/2612型源測量設(shè)置：DIGITSChannelA-改變顯示精度為4位半、5位半或6位半數(shù)字。SPEEDChannelA-設(shè)置測量速度，通過控制A/D轉(zhuǎn)換測量孔徑實現(xiàn)。RELChannelA-控制相對值，可用于在讀數(shù)上減去一個基值。FILTERChannelA-控制數(shù)字濾波器，用于減少讀數(shù)噪聲。中間行-僅用于2602/2612型源測量設(shè)置：DIGITSChannelB-改變顯示精度為4位半、5位半或6位半數(shù)字。SPEEDChannelB-設(shè)置測量速度，通過控制A/D轉(zhuǎn)換測量孔徑實現(xiàn)。RELChannelB-控制相對值，可用于在讀數(shù)上減去一個基值。FILTERChannelB-控制數(shù)字濾波器，用于減少讀數(shù)噪聲。最下一行-2601/2611和2602/2612型源測量設(shè)置：LOAD-掉入工廠或用戶自定義的運行腳本RUN-運行最后一次的工廠或用戶自定義腳本STORE-在內(nèi)部的兩個緩存區(qū)中的一個里存儲讀數(shù)，源值和時間戳值用于后續(xù)重新調(diào)用。RECALL-從兩個緩存區(qū)中的一個里重新調(diào)用存儲的讀數(shù)，源值和時間戳值。TRIG-觸發(fā)器讀數(shù)。MENU-訪問主菜單，進(jìn)行保存和回調(diào)設(shè)置，選擇遠(yuǎn)端接口，電源頻率，自測試，序列號和鳴響控制。EXIT-取消選擇，跳出主菜單結(jié)構(gòu)。做為LOCAL鍵用于從遠(yuǎn)端控制切換回來。ENTER-接受選擇，移到下個選項或退出菜單。3、 Range鍵：△和▽-選擇下一個更高或更低的源或測量的范圍。AUTO-使能或取消自動選擇源或測量的范圍。4、 輸出控制和LED狀態(tài)指示燈：OUTPUTON/OFF-控制源輸出的開關(guān)。LED指示燈-當(dāng)有輸出時點亮。5、 旋鈕和CURSOR鍵：在源編輯狀態(tài)時，使用CURSOR鍵控制光標(biāo)，然后旋轉(zhuǎn)旋鈕改變源或依從值。旋鈕也可以用于使能或取消源編輯模式。當(dāng)在一個菜單里時，CURSOR鍵或旋鈕用于菜單選項光標(biāo)的控制。當(dāng)顯示菜單值時，使用CURSOR鍵控制光標(biāo)，旋轉(zhuǎn)旋鈕改變值的大小，按下旋鈕打開菜單項或選擇菜單項或值。6、 顯示指示（不顯示）（notshown）:EDIT 設(shè)備處于源編輯模式。ERR 可疑的讀數(shù)或無效的計算步驟。REM 設(shè)備處于遠(yuǎn)端控制模式。TALK 設(shè)備處于通話狀態(tài)。LSTN 設(shè)備處于監(jiān)聽狀態(tài)。SRQ 服務(wù)請求。REL 使用相對模式FILT 使用模擬示波器或平均值濾波器AUTO 源或測量范圍處于自動選擇狀態(tài)。ARM 設(shè)備準(zhǔn)備好，處于待命狀態(tài)。TRIG 選擇外觸發(fā)。*（星號）緩沖區(qū)中存有讀數(shù)值。7、 后面板概述下圖顯示了2600系列源表的后面板Model2601/2611ELA |uUSELA |uUS■I1 Model2602/2612PC€PC€圖1.42600系列源表后面板1、CHANNELA和CHANNELB（ChannelB只有2602/2612型號才有）輸入輸出端口，包括源、測量和保護(hù)。2、DIGITALI/O母頭DB-25連接器。14針為數(shù)字輸入或輸出，1針為輸出使能。使用公頭DB-25連接器（Keithley公司零件號CAT26TCA）進(jìn)行連接。3、IEEE-488IEEE-488（GPIB）連接器。使用屏蔽電纜，如7007-1或Model7007-2型號。4、 散熱排氣孔內(nèi)部冷卻風(fēng)扇的排氣孔。不要堵塞排氣孔防止過熱。5、 機(jī)殼地連接機(jī)殼地的地腳螺絲。6、 低噪聲機(jī)殼地連接HI或LO到機(jī)殼的接地地插孔。7、RS-232用于RS-232操作的母頭DB-9連接器，使用直連（不是零調(diào)制解調(diào)器）DB-9電纜連接到PC機(jī)（Keithley設(shè)備編號Model7009-5）8、 TSP-Link擴(kuò)展接口，用于2600系列源表和其他有TSP功能的儀器彼此間觸發(fā)和通訊。使用超5類或更高等級的網(wǎng)絡(luò)交叉電纜。（Keithley設(shè)備編號CA-180-3A）。9、 電源模塊包括交流電源插座和保險管。儀器正常工作的線電壓100V~240VAC,頻率50Hz或60Hz。三、實驗內(nèi)容利用Keithley2600系列單通道測試一個電阻，提供電流，測量電壓，繪制出I-V特性曲線并計算出電阻值，與萬用表測量的電阻值進(jìn)行比較驗證。四、 實驗步驟第一步：打開電源第二步：連接待測器件選擇通道A,將模式調(diào)為開爾文測試模式，用四根線，其中的兩根紅線接到電阻一端，兩根黑線接電阻另一端。選用A通道，紅黑表筆連接電阻兩端，設(shè)置測量值為電壓，自變量為電流。第三步：進(jìn)行測量模式和源、測量范圍的設(shè)置通過SRC按鍵將源設(shè)為電流，，通過range按鍵將單位調(diào)為mA，通過meas按鍵將測量調(diào)為電壓，通過range按鍵將單位調(diào)為mV，通過limit按鍵將限值調(diào)為IV。第四步：進(jìn)行測試不斷調(diào)節(jié)電流值，并記下相應(yīng)的電壓值。五、 實驗報告要求整理實驗數(shù)據(jù)，畫出特性曲線圖。將實驗結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，分析可能產(chǎn)生誤差的原因。實驗二利用數(shù)字源表進(jìn)行二極管特性參數(shù)的測試一、實驗?zāi)康恼莆諗?shù)字源表的測試原理及單通道測試的使用方法；掌握二極管特性參數(shù)的基本測試原理及方法；掌握數(shù)字源表四線制測試的方法及優(yōu)勢。二、實驗原理1、 發(fā)光二極管簡介它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。2、 發(fā)光二極管的主要特性參數(shù)及含義普通發(fā)光二極管的正向飽和壓降為?正向工作電流為5?20mA3、 LED的特性極限參數(shù)的意義允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。最大正向直流電流IFm:允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。最大反向電壓VRm:所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。電參數(shù)的意義正向工作電流If：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。在實際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6?IFm以下。正向工作電壓VF：參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在?3V。在外界溫度升高時，VF將下降。V-I特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時，電流極小，不發(fā)光。當(dāng)電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。由V-I曲線可以得出發(fā)光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數(shù)。正向的發(fā)光管反向漏電流IR<10口A以下。整流二極管IN4007簡介1N4007是封裝形式為DO-15的塑料封裝型通用硅材料整流二極管。廣泛應(yīng)用于各種交流變直流的整流電路中。整流二極管IN4007的主要特性參數(shù)及含義二極管類型：StandardRecovery電壓,Vrrm:1000V電流，If平均：1A正向電壓Vf最大：1.1V電流，Ifs最大:30A封裝形式:DO-41針腳數(shù)：2器件標(biāo)記：1N4007封裝類型:DO-41總功率，Ptot：2.5W正向電壓，于If:1.1V電流，Ifsm:30A結(jié)溫，Tj最高：175°C表面安裝器件:軸向引線實驗內(nèi)容1、 對發(fā)光二極管的I-V特性進(jìn)行測試，利用Keithley2600系列數(shù)字源表的單通道進(jìn)行測試，提供電流，測量電壓，記錄電壓隨電流變化的趨勢，繪制出I-V特性曲線。特別標(biāo)注開始發(fā)光的起始電壓值。2、 對整流二極管IN4007的I-V特性進(jìn)行測試，利用Keithley2600系列數(shù)字源表的單通道進(jìn)行測試，提供電流，測量電壓，記錄電壓隨電流變化的趨勢，繪制出I-V特性曲線。實驗步驟第一步：打開電源第二步：連接待測器件選擇通道A,將模式調(diào)為開爾文測試模式，用四根線，其中的兩根紅線接到二極管正端，兩根黑線接二極管負(fù)端。紅表筆連接到二極管的陽極，黑表筆連接到二極管的陰極。第三步：進(jìn)行測量模式和源、測量范圍的設(shè)置通過SRC按鍵將源設(shè)為電流，通過range按鍵將單位調(diào)為mA，通過meas按鍵將測量調(diào)為電壓，通過range按鍵將單位調(diào)為V,通過limit按鍵將限值電壓調(diào)為5V。A，B兩個通道同時使用，設(shè)置電壓，電流的最高值。第四步：進(jìn)行測試五、實驗報告要求整理不同類型二極管測試的實驗數(shù)據(jù)，畫出其I-V特性曲線圖。將實驗結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，分析可能產(chǎn)生誤差的原因。

實驗三利用數(shù)字源表進(jìn)行三極管特性參數(shù)的測試一、實驗?zāi)康?.掌握數(shù)字源表的測試原理及雙通道測試的使用方法；2.掌握三極管特性參數(shù)的基本測試原理及方法；掌握集成電路數(shù)據(jù)表(datasheet)的閱讀理解和使用。二、實驗原理1.三極管的極性及管型判斷把萬用表打到蜂鳴二極管檔，首先用紅筆假定三極管的一只引腳為b極，再用黑筆分別角碰其余兩只引腳，如果測得兩次讀數(shù)相差不大，則表明假定是對的，紅筆接的就是b極，而且此管為NPN型管。c、e極的判斷，在兩次測量中黑筆接觸的引腳，讀數(shù)較小的是c極，讀數(shù)較大的是e極。紅筆接b極，當(dāng)測得的兩級數(shù)值都不在范圍內(nèi)，則按PNP型管測。PNP型管的判斷只須把紅黑表筆調(diào)換即可，測量方法同上。NPN型值為3眄￡00值為3CKHEOO值為NPN型值為3眄￡00值為3CKHEOO值為3CKAE00值為如圖3.1判斷極性方法示意圖2、三極管S9012簡介及主要特性參數(shù)三極管s9012三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強(qiáng)度的信號，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)B。當(dāng)三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流B倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。3、 三極管S9013簡介及主要特性參數(shù)9013是一種NPN型硅小功率的三極管它是非常常見的晶體三極管。9013結(jié)構(gòu)：NPN集電極-發(fā)射極電壓25V集電極-基電壓45V射極-基極電壓5V集電極電流耗散功率0.625W結(jié)溫150°C特怔頻率最小150MHZ放大倍數(shù)：D64-91E78T12F96-135G122-166H144-220I190-3004、 三極管輸入特性曲線含義及特點三極管的特性曲線是用來表示各個電極間電壓和電流之間的相互關(guān)系的，它反映出三極管的性能，是分析放大電路的重要依據(jù)。特性曲線可由實驗測得，也可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來。1)．輸入特性曲線晶體管的輸入特性曲線表示了V為參考變量時，I和V的關(guān)系。CE1B=f(VBE)LCE常數(shù)(5-1)圖是三極管的輸入特性曲線，由圖可見，輸入特性有以下幾個特點：輸入特性也有一個“死區(qū)”。在“死區(qū)”內(nèi)，V雖已大于零，但I(xiàn)幾乎仍為零。當(dāng)V大于某一值BE B BE后，I才隨V增加而明顯增大。和二極管一樣，硅B BEB BE80604020Vce>1V0 0.20.40.60.8 VBE(V)BE圖3.2三極管的輸入特性曲線晶體管的死區(qū)電壓V(或稱為門檻電壓)約為，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓V=()V；T BE鍺晶體管的死區(qū)電壓V約為，導(dǎo)通電壓約()V。若為PNP型晶體管，則發(fā)射T結(jié)導(dǎo)通電壓V分別為(-0.6~-0.7)V和(-0.2~-0.3)V。BE一般情況下，當(dāng)V>1V以后，輸入特性幾乎與V=1V時的特性重合，因CE CE5-2)iB=常數(shù)圖是三極管的輸出特性曲線，當(dāng)I改變時,B可得一組曲線族，由圖可見，輸出特性曲線可1C=5-2)iB=常數(shù)圖是三極管的輸出特性曲線，當(dāng)I改變時,B可得一組曲線族，由圖可見，輸出特性曲線可1C=f(VCE)分放大、截止和飽和三個區(qū)域。(1)截止區(qū)：I=0的特性曲線以下區(qū)B域稱為截止區(qū)。在這個區(qū)域中，集電結(jié)處于反54321大區(qū)Ic(mA)_100uA_ -60^A_ __20uA■f截止區(qū) Ib=00 3 6 9 12 VCE(V)圖三極管的輸出特性曲線偏，V<0發(fā)射結(jié)反偏或零偏，即V>V2V。BE CEB電流I很小，(等于反向穿透電流I)工作在截止區(qū)時，晶體管在電路中猶如C CEO一個斷開的開關(guān)。為V>1V后，I無明顯改變了。晶體管工作在放大狀態(tài)時，V總是大于1V的(集CEBCE電結(jié)反偏)，因此常用V三IV的一條曲線來代表所有輸入特性曲線。CE5、 三極管輸出特性曲線含義及特點CCE晶體管的輸出特性曲線表示以I為參考變量時，I和V的關(guān)系，即:CCE(2)飽和區(qū)：特性曲線靠近縱軸的區(qū)域是飽和區(qū)。當(dāng)V<V時，發(fā)射結(jié)、CEBE集電結(jié)均處于正偏，即V>V>V。在飽和區(qū)I增大，I幾乎不再增大，三極管BCEBC失去放大作用。規(guī)定V=V時的狀態(tài)稱為臨界飽和狀態(tài)，用V表示，此時集CEBECES電極臨界飽和電流：ICSVcc^ICSVcc^Vces基極臨界飽和電流：3-1)(3-2)當(dāng)集電極電流當(dāng)集電極電流I>ICCS時，認(rèn)為管子已處于飽和狀態(tài)。I<I時，管子處于放CCS大狀態(tài)。管子深度飽和時，硅管的V約為，鍺管約為0.1V,由于深度飽和時V約CECE等于0，晶體管在電路中猶如一個閉合的開關(guān)。(3)放大區(qū)：特性曲線近似水平直線的區(qū)域為放大區(qū)。在這個區(qū)域里發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，即V>V>V。其特點是I的大小受I的控制，△I=BACBECBC晶體管具有電流放大作用。在放大區(qū)B約等于常數(shù)，I幾乎按一定比例等距BC離平行變化。由于I只受I的控制，幾乎與V的大小無關(guān)。特性曲線反映出恒CBCE流源的特點，即三極管可看作受基極電流控制的受控恒流源。

實驗內(nèi)容1、2.對三極管S9012的輸入特性和輸出特性進(jìn)行測試，利用Keithley2600系列數(shù)字源表的雙通道進(jìn)行測試,A通道提供基極電流iB，測量基極發(fā)射極電壓uBE；B通道提供集電極發(fā)射極電壓uCE，測量集電極電流ic1、2.輸出叵路j(-/mA.L飽和X-盂Tv 截l二區(qū)（C）NPN型三極管共發(fā)射極電路特性曲線（日）電路（b）輸入特性曲線（C）輸出特性曲線圖3.4實驗電路及示例特性曲線對三極管S9013的輸入特性和輸出特性進(jìn)行測試，利用Keithley2600系列數(shù)字源表的雙通道進(jìn)行測試,A通道提供基極電流iB，輸出叵路j(-/mA.L飽和X-盂Tv 截l二區(qū)（C）NPN型三極管共發(fā)射極電路特性曲線（日）電路（b）輸入特性曲線（C）輸出特性曲線圖3.4實驗電路及示例特性曲線測量輸入特性曲線時，分別固定uCE為0V和1V,然后改變iB值，測量uBE。測量輸出特性曲線時，分別固定iB為，然后改變uCE，測量ic。實驗步驟第一步：打開電源第二步：連接待測器件用雙通道，通道A的紅線連接三極管的B極，黑線連接三極管的E極，通道B的紅線連接三極管的C極，黑線連接三極管的E極。選擇A通道，固定Uce的值。選擇B通道改變lb的值，測量Ube選擇A通道，固定Ib的值，之后選擇B通道通過改變Uce，測量Ic。第三步：進(jìn)行測量模式和源、測量范圍的設(shè)置通過通道A的SRC按鍵將源設(shè)為電流，，通過range按鍵將單位調(diào)為mA，通過meas按鍵將測量調(diào)為電壓，通過range按鍵將單位調(diào)為V；通過通道B的SRC按鍵將源設(shè)為電壓，，通過range按鍵將單位調(diào)為V，通過meas按鍵將測量調(diào)為電流，通過range按鍵將單位調(diào)為A。第四步：進(jìn)行測試（1） 先將通道B的電壓調(diào)為IV,然后改變通道A的源即電流值，記下相應(yīng)的的電壓值。（2） 先將通道A的電流調(diào)為，然后改變通道B的電壓值，記下相應(yīng)的電流值；然后分別將通道A的電流值調(diào)為，，，1.0mA，重復(fù)通道B的操作。五、實驗報告要求整理被測三極管測試的實驗數(shù)據(jù)，畫出其輸入輸出特性曲線圖。將實驗結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，分析可能產(chǎn)生誤差的原因。實驗四基于數(shù)字源表的基準(zhǔn)電壓源集成電路測試

、實驗?zāi)康?、掌握Keithley2600系列源表雙通道配合測量基本方法2、掌握電源類集成電路基本工作原理及參數(shù)的測試方法；3、掌握集成電路測試方案的制定方法。二、實驗原理1.TL431簡介TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設(shè)置s到從Vref（）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為Q,在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。圖4.1TL431符號及引腳圖圖是該器件的符號。3個引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。TL431的具體功能可以用如下圖的功能模塊示意。圖4.2TL431圖4.2TL431結(jié)構(gòu)框圖由圖4.2可以看到，VI是一個內(nèi)部的基準(zhǔn)源，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接近VI（）時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過

三極管的電流將從1至到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設(shè)計、分析應(yīng)用TL431的電路時，這個模塊圖對開啟思路，理解電路都是很有幫助的，本文的一些分析也將基于此模塊而展開。前面提到TL431的內(nèi)部含有一個的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極至陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖3所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時，兩者對Vout的分壓引入反饋，若Vout增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致Vout下降。顯見，這個深度的負(fù)反饋電路必然在VI等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時Vout=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R1=R2時，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時必須保證TL