常用元器件测量.ppt

第7章 常用元器件测量,5.1 常用元器件简介,5.2 万用电桥,5.3 Q表,5.4 晶体管特性图示仪,5.5 集成电路的测试,贵州电子信息职业技术学院,本章要点·半导体元器件和集总参数元器件检测·万用电桥的实际测量电路及电桥平衡条件·的测量原理和使用方法·集成电路测试仪的原理和使用方法·Q表的工作原理和使用方法 本章难点· Q表、晶体管特性图示仪和万用电桥的工作原理,贵州电子信息职业技术学院,7.1 常用元器件简介,7.1.1集总参数元器件简介以及检测方法,7.1.2半导体元器件简介以及检测方法,贵州电子信息职业技术学院,7.1.1集总参数元器件简介以及检测方法,7.1.1.1 阻抗的概念 如图7-1所示，在一个二端元件或一个无源网络的一对输入端施加一激励电压信号（直流或交流），将产生一个电流，这时我们将电压与电流之比称为阻抗贵州电子信息职业技术学院,图7-1 阻抗的示意图,贵州电子信息职业技术学院,,当激励电压为直流电压E时，产生直流I，电压与电流之比为一个常数，称为直流电阻，即RDC=E/I当激励电压为正弦波u(t)时，响应电流i(t)通常与u(t)有一个相位差,这时由电路分析可知,若以电压与电流之比代表阻抗,则有Z=RDC+jX。

这是一个复数，其实数部分RDC称为直流电阻或交流电阻，是交流电路中的耗能元件；虚数部分X称为电抗，是交流电路中存储能量的元件对于纯电阻性器件，阻抗表达式中电抗部分为零贵州电子信息职业技术学院,对于纯电感器件，阻抗中电阻部分为零，电抗部分为正值对于纯电容器件，阻抗中电阻部分为零，电抗部分为负值7.1.1.2 电阻的特性与测量 （1）电阻的参数 ①标称阻值及其偏差 标称阻值是直接标志在电阻体上的阻值，偏差是实际阻值与标称阻值的误差为了便于生产和使用，电阻的生产是根据阻值系列进行的各系列的规格见表7.1贵州电子信息职业技术学院,贵州电子信息职业技术学院,a、直标法 指在产品的表面直接标志出产品的主要参数和技术指标的方法 b、文字符号法 是将要标志的主要参数与技术指标用文字、数字符号有规律的组合标志在产品表面上的方法 c、色标法 用不同的颜色表示元件不同参数的方法贵州电子信息职业技术学院,ⅰ、四道色环标志 规定如下：第一道色环代表的数是阻值的第一位有效数字，第二道色环代表的数是阻值的第二个有效数字，第三道色环代表的数是表示阻值的乘数为10n（n为颜色表示的数字），第四道色环代表的数是表示阻值的偏差。

阻值的单位是欧姆颜色所代表的数字见表7.2 ⅱ、五道色环标志 精密电阻常常采用五道色环标志与四道色环标志相似，只是它有三位有效数字贵州电子信息职业技术学院,贵州电子信息职业技术学院,规定如下：第一道色环代表的数是阻值的第一位有效数字，第二道色环代表的数是阻值的第二个有效数字，第三道色环代表的数是阻值的第三个有效数字，第四道色环代表的数是表示阻值的乘数为10n（n为颜色表示的数字），第五道色环代表的数是表示阻值的偏差 d、数码表示法 该方法是在产品上用三位数码表示元件的标称值数码是从左向右的第一、二位数字为有效数字，第三位数字为零的个数贵州电子信息职业技术学院,②电阻的额定功率 （3）电阻的测量 ①间接测量法 图7-9 测量电阻的基本电路 ②万用表测量法,图7-9 测量电阻的基本电路,贵州电子信息职业技术学院,7.1.1.2 电容的特性与测量 （1）电容器的主要参数 ①标称容量及其偏差 ②额定工作电压 ③电容器的标称容量、误差及耐压标注方法 a、直标法 b、文字符号法 c、色标法,贵州电子信息职业技术学院,d、数码表示法 电容数码表示法的规定基本上与电阻的数码表示法的规定相同。

即在产品上用三位数码表示电容的标称容量，第一、二位数字为有效数，但三位数字为零的个数但当第三个数字为9时表示10-1而不是109单位为皮法在微法容量中，小数点用R表示如339K表示：容量为33×10-1±10% pF，4R7K表示：容量为4.7±10% µF贵州电子信息职业技术学院,（3）电容器的测量 ①电容器的识别与质量判别 固定电容器的好坏及质量高低可以用万用表电阻挡加以判断容量大（1µF以上）的固定电容器可用万用表的欧姆挡（R×100Ω）测量电容器两端，表针应向小电阻值摆动，然后慢回摆至“∞”附近迅速交替表笔再测一次，看表针摆动情况，摆幅越大，表明电容器的电容量越大若表笔一直接在电容器引脚时，表针最终应指在“∞”附近贵州电子信息职业技术学院,如果表针最大指示值不为“∞”，表明电容器有漏电现象；其电阻值越小，漏电越大，该电容器的质量就越差如果测量时指针一下子就指到“0”欧姆不向回摆，就表示该电容已短路（击穿）如果测量时表针根本不动，就表示电容器已失去容量如果表针摆动不回到起始点，则表示电容器漏电很大，质量不佳 ②用谐振法测量 测量电路如图7-13所示,贵州电子信息职业技术学院,图7-13 谐振法测电容,贵州电子信息职业技术学院,7.1.1.4 电感的特性与测量 （1）电感器的主要参数 描述电感的参数常见的有：标称电感量及其偏差、品质因数、分布电容、额定电流、稳定性等等。

（2）电感器的测量 ①电感器的识别及质量判断 电感器故障一般有开路和短路两种开路的检查用万用表欧姆挡很容易进行线圈短路不易用直流电阻法判别，一般要用专门测量仪器才能判断贵州电子信息职业技术学院,②用谐振电路测量 测量电路如图7-15所示图7-15 谐振法测电感,贵州电子信息职业技术学院,7.1.2 半导体元器件简介以及检测方法,7.1.2.1 二极管的特性与测量 （1）二极管的特性与参数 ①最大整流电流IOM ②最大反向工作电压URM ③反向电流IR ④导通电阻,贵州电子信息职业技术学院,（3）二极管的测量 ①用模拟式万用表进行测量 用模拟式万用表测量二极管的等效电路如图7-16所示图7-16 用万用表测量二极管等效电路,贵州电子信息职业技术学院,a、质量鉴别 用万用表测二极管正、反向电阻 测量二极管正、反向电阻其正向电阻阻值小，良好的管子一般在几百欧至几千欧；反向电阻的阻值大，一般在几千欧以上正、反向电阻值相差越大越好，若两次测得阻值一样大或一样小，说明二极管已损坏 b、极性判断,贵州电子信息职业技术学院,测量二极管时，如测得两极间电阻为小阻值时，此时万用表的黑表笔接的便是二极管正极，红表笔接的则是二极管负极。

②用数字万用表来测量 当二极管的正、负极与数字万用表红、黑表笔相接时，二极管正向导通，万用表指示出二极管的正向导通电压若将数字万用表的表笔对调一下，二极管不导通，万用表上显示2.8V的电压贵州电子信息职业技术学院,③用通用仪表与适配电路测量 图7-17（a）可用于测量稳压管的特性当可变电源的电压增加时，稳压二极管上的电压也同步增加，当该电压增加到一个确定值时，就不会增加，这个值即为该二极管的稳压值图7-17（b）可用于测量发光二极管的性能当改变电位器Rw的值时，即改变流过发光二极管的电流，该电流越大，则发光二极管越亮贵州电子信息职业技术学院,图7-17（c）可用于测量变容二极管的压控特性改变变容二极管上的电压，电容测试仪即可测出对应电压时二极管的结电容图7-17（d）可用于观察在较高频率的开关信号作用下时二极管的开关特性好的二极管有较短的反向恢复时间，其输出波形与输入方波相似贵州电子信息职业技术学院,图7-17 用通用仪表测二极管(a) 稳压管测试电路； (b) 发光二极管测试电路；(c) 变容二极管测试电路； (d) 示波器观测开关二极管,贵州电子信息职业技术学院,7.1.2.2 晶体三极管的特性与测量 （1）三极管的特征、类型与参数 三极管的参数主要有直流放大系数和交流放大系数β ，ICBO集电极与基极间的反向饱和电流、ICEO集电极与发射极间的反向饱和电流。

特征频率fT ，反向击穿电压U(BR)CEO，集电极最大允许电流ICM、集电极最大允许耗散功率PCM贵州电子信息职业技术学院,（2）三极管的测量 用模拟万用表测量管型与管脚的识别 ⅰ判断基极 若以万用表黑表笔接触某一管脚，红表笔分别接触另外两个管脚，如表头读数都很小（约几千欧）时，则与黑表笔接触的那一管脚是基极，可知此管的管型为NPN型若用红表笔接触某一管脚，而用黑表笔分别接触另外两个管脚，表头读数同样都很小（锗管约为几百欧、硅管约为几千欧）时，则与红表笔接触的那一管脚是基极，同时可知此管的管型为PNP型贵州电子信息职业技术学院,ⅱ、判断发射极与集电极 现以NPN型为例确定基极b后，假设剩下的两只脚其中一只是集电极c，并将黑表笔接在此脚上，红表笔接到另一脚发射极上，然后用手指将假设的c极和测出的b极捏起来（但不要相碰），并记下c、e脚之间的读数如图7-18所示然后再做相反的假设，即将原假设为c的脚设为e，原假设为e的脚设为c，做同样的上述测试并记下c、e之间的阻值贵州电子信息职业技术学院,最后比较这两次读数的大小，阻值小的那次假设是对的，也就是说那次测试中黑表笔接的一只脚就是集电极c，剩下的另一只脚便是发射极e了。

图7-18 用万用表判定三极管c、e极若需要判别的是PNP型管，仍用上述方法，但必须把万用表的表笔的极性对调一下，即将红表笔接在假设的c极上贵州电子信息职业技术学院,图7-18 用万用表判定三极管c、e极,贵州电子信息职业技术学院,7.1.2.3 结型场效应管的测量 用万用表判断场效应管的极性及好坏 用万用表R×1KΩ挡，将黑表笔接触管子的一极，用红表笔分别接触另外两个电极，若两次测得的阻值都很小，则黑表笔所接的就是栅极，而且是N型沟道场效应管如果用红表笔接触一个电极，用黑表笔分别接触另外两个电极，如测得阻值两次都很小，则红表笔所接触的就是栅极G，而且是P型沟道场效应管贵州电子信息职业技术学院,一般源极S、漏极D可互换， S D间电阻一般为几十Ω至几十K Ω ，故只需判断出栅极G即可贵州电子信息职业技术学院,本节小结,1、电阻器：参数：标称阻值、额定功率等 测量：间接测量、万用表测量等 2、电容器 参数：标称容量、额定工作电压等 测量：万用表、谐振法等 3、电感器：参数：标称电感量、品质因数等 测量：万用表、谐振法Q表等 4、二极管：数：IOM、URM等 测量：万用表、晶体管特性图示仪等 5、三极管：参数：极限、特征等参数 测量：万用表、晶体管特性图示仪等 6、场效应管 测量：万用表等,贵州电子信息职业技术学院,7.2.1电桥的平衡条件,7.2.2实际测量电路及电桥平衡条件,7.2 万用电桥,7.2.3 电桥法测量集总参数元件的误差,7.2.4 ZL-6型LCR自动测量仪,贵州电子信息职业技术学院,5.2万用电桥,7.2.1 电桥的平衡条件,四臂电桥如图7-20所示。

Z1、 Z2 、 Z3 、 Z4 为复阻抗，使用交流信号源指示器也是交流响应的电桥的平衡条件为,,或,,,贵州电子信息职业技术学院,即,,可见交流电桥的平衡条件有两个，一个是振幅平衡条件，一个是相位平衡条件要使电桥完全平衡，两个条件必须同时满足实际电路中必须有电阻和电抗两个可调元件贵州电子信息职业技术学院,作为测量用的电桥，除一个臂接入被测阻抗外，其余三个臂均接入标准元件 假设为被测元件，则有,,贵州电子信息职业技术学院,7.2.2 实际测量电路及电桥平衡条件 可同时测量R、L、C的电桥，通称为万用电桥它的基本组成如图7-21所示电路由桥体、信号源和指零仪三个部分组成桥体是电桥的核心部分，由标准电阻、标准电容和转换开关组成通过转换开关的切换，电桥构成不同形式的电路对R、L、C进行测量贵州电子信息职业技术学院,7.2.2.1 测量电阻 一种叫惠斯登电桥的测量方法原理如图7-22所示, 图中R1、R2是固定电阻，R2 / R1 =K，RN为标准电阻，Rx为被测电阻，G为检流计。