SMU數(shù)字源表如何測試三極管IV特性曲線？

三極管是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊 半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。

設(shè)計(jì)電路中常常會關(guān)注的參數(shù)有電流放大系數(shù)β、極間反向電流ICBO、ICEO、集電極最大允許電流ICM、反向擊穿電壓VEBO、VCBO、VCEO以及三極管的輸入輸出特性曲線等參數(shù)。

輸入/輸出特性

三極管特性曲線是反映三極管各電極電壓和電流之間相互關(guān)系的曲線，是用來描述三極管工作特性曲線，常用的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線：輸入特性曲線表示當(dāng)E極與C極之間的電壓VCE保持不變時(shí)，輸入電流（即基極電流IB）和輸入電壓（即基極與發(fā)射極間電壓VBE）之間的關(guān)系曲線；當(dāng)VCE=0時(shí)， 相當(dāng)于集電極與發(fā)射極短路，即發(fā)射結(jié)與集電結(jié)并聯(lián)。 因此，輸入特性曲線與PN結(jié)的伏安特性類似，呈指數(shù) 關(guān)系。當(dāng)VCE增大時(shí)，曲線將右移。對于小功率晶體管，VCE大于1V的一條輸入特性曲線可以近似VCE大于1V的所有輸入特性曲線。

三極管輸入特性曲線

輸出特性曲線表示基極電流IB一定時(shí)，三極管輸出電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系曲線。根據(jù)輸出特性曲線，三極管的工作狀態(tài)分為三個(gè)區(qū)域。截止區(qū)：它包括IB=0及IB〈0（即IB與原方向相反）的一組工作曲線。當(dāng)IB=0，IC=Iceo（稱為穿透電流），在常溫下此值很小。在此區(qū)域中，三極管的兩個(gè)PN結(jié)均 為反向偏置，即使VCE電壓較高，管子中的電流Ic卻很 小，此時(shí)的管子相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)的開路狀態(tài)。飽和區(qū)：該區(qū)域中的電壓VCE的數(shù)值很小，VBE〉VCE 集電極電流IC隨VCE的增加而很快的增大。此時(shí)三極管的兩個(gè)PN結(jié)均處于正向偏置，集電結(jié)失去了收集某區(qū)電子的能力，IC不再受IB控制。VCE對IC控制作用很大， 管子相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)的接通狀態(tài)。放大區(qū)：此區(qū)域中三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，而集電極反向偏置。當(dāng)VEC超過某一電壓后曲線基本上是 平直的，這是因?yàn)楫?dāng)集電結(jié)電壓增大后，原來流入基 極的電流絕大部分被集電極拉走，所以VCE再繼續(xù)增大時(shí)，電流IC變化很小，另外，當(dāng)IB變化時(shí)，IC即按比例 的變化，也就是說，IC受IB的控制，并且IC變化比IB的變化大很多，△IC和△IB成正比，兩者之間具有線性關(guān)系，因此此區(qū)域又稱為線性區(qū)。在放大電路中，必須使用三極管工作在放大區(qū)。

三極管輸出特性曲線

根據(jù)材料以及用途不同，三極管器件的電壓、電流技術(shù)參數(shù)也不同，針對1A以下的三極管器件，推薦2臺S系列源表搭建測試方案，最大電壓300V，最大電流1A,最小電流100pA，可以滿足小功率MOSFET測試的需求。

針對最大電流為1A~10A的MOSFET功率器件，推薦采用2臺P系列脈沖源表搭建測試方案，其最大電壓 300V，最大電流10A。

針對最大電流為10A~100A的MOSFET功率器件， 推薦采用P系列脈沖源表+HCP搭建測試方案，最大電 流高達(dá)100A，最小電流低至100pA。

極間反向電流

ICBO是指三極管發(fā)射極開路時(shí)，流過集電結(jié)的反向漏電電流；IEBO是指集電極開路時(shí)，發(fā)射極到基極的電流，測試時(shí)推薦使用一臺普賽斯S系列或P系列源表。

反向擊穿電壓

VEBO是指集電極開路時(shí)，發(fā)射極—基極間的反向 擊穿電壓；VCBO是指發(fā)射極開路時(shí)集電極—基極間的 反向擊穿電壓，它決定于集電結(jié)的雪崩擊穿電壓；VCEO 是指基極開路時(shí)集電極—發(fā)射級間的反向擊穿電壓， 它決定于集電結(jié)的雪崩擊穿電壓。測試時(shí)需要根據(jù)器件的擊穿電壓技術(shù)參數(shù)選擇相應(yīng)的儀表，擊穿電壓在300V以下推薦使用S系列臺式 源表或P系列脈沖源表，其最大電壓300V，擊穿電壓在300V以上的器件推薦使用E系列，最大電壓3500V。

CV特性

與MOS管一樣,三極管也通過CV測量來表征器CV特性。

審核編輯：湯梓紅