Ω?0.1Ω?0.05 Ω。选取相应的参考电压Uref且可变电阻R5取相应的阻值时，能使得恒流电子负载电路4具有不同的恒流值。
[0025]以恒流电子负载电路4提供0.1mA的恒流值为例，对恒流电子负载电路4的恒流过程进行说明，此时可变电阻R5的阻值为I kQ，参考电压Uref=0.1V。当校准电压连接端Uin上加载的校准电压Uin小于0.1V时，通过功率管Ml以及可变电阻R5的电流就必定小于0.1mA，功率管Ml处于饱和导通状态，电流随着校准电压Uin的增加快速增加，当校准电压Uin的增加使得电流达到0.1mA时，功率管Ml源极端上的电压为0.1V，此时，运算放大器Ul输出为OV，功率管Ml处于临界夹断状态，当校准电压Uin继续增加而使电流稍微超过0.1mA时，功率管Ml源极端上的电压就大于0.1V，即运算放大器Ul反相端的电压大于0.1V，此时，运算放大器Ul的输出就变负，功率管Ml的夹断空间长度就变大，通导电阻变大，功率管Ml源极端增加的电压量全部分压在功率管Ml的源极端、漏极端间增加的电阻上，使可变电阻R5上的电压保持不变，从而使通过可变电阻R5的电流保持不变。无论校准电压Uin在大于0.1V以上如何变化，通过可变电阻R5的电流总能保持0.1mA。
[0026]如图3所示，所述恒压电子负载电路5包括运算放大器U2以及功率管M2，所述运算放大器U2的反相端与滑动变阻器R4的可动端连接，滑动变阻器R4的一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、运算放大器U2的同相端以及负载电压连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2的另一端与功率管M2的漏极端连接，运算放大器U2的输出端与功率管M2的栅极端连接，功率管M2的漏极端还与校准电压连接端Uin连接，功率管M2的源极端接地。
[0027]本发明实施例中，负载电压也可以为加载在运算放大器U2电源正端上的电压，加载在运算放大器U2电源正端上的电压为+12V，运算放大器U2电源负端接地，所述运算放大器U2的电源负端、功率管M2的源极端还可以与上述的校准接地端连接，实现接地要求。
[0028]如图2所示，对晶体管特性图示仪7进行集电极电流扫描因数校准时，关断晶体管特性图示仪7内的阶梯波发生器关断，并将晶体管特性图示仪7内的功耗限制电阻选择适当值，一般来说，对于较大的集电极电流，功耗限制电阻可以小一点;对于较小的集电极电流，功耗限制电阻可以大一点；此外，将晶体管特性图示仪7内的集电极扫描电源先关到最小。将校准装置I的校准电压连接端Uin、校准接地端分别与晶体管特性图示仪7的集电极连接端、发射极连接端对应连接。
[0029]校准时，调节集电极扫描电源，并使得恒流电子负载电路4输出的电流慢慢上升，即集电极扫描电源输出的电压即为加载到校准电压连接端的校准电压Uin。当达到恒流电子负载电路4设的恒流设定值时，电流就不随集电极扫描电源的变化而变化，由于集电极扫描电源输出0°?180°正弦波的周期重复电压，它的电压幅度通过调节器调节是可以变化的。设集电极电流扫描因数被校准档是lOOmA/div，则可以调节恒流电子负载电路4输出的恒定电流从10mA变化到1000mA，则所述待校准的晶体管特性图示仪7屏幕上就会出现0.1A变化到IA的扫描线，比较扫描线和屏幕刻度的重合性就能得到该档的测量误差。
[0030]如图4所示，校准100mA/div档时，在100mA、500mA、100mA三点在屏幕上的图象，从图上可以看出，屏幕刻度和实际电流值基本重合，若是有误差，电流扫描线和刻度就不重合，测量不重合的距离就就能得到这一档的误差。此外，还能看出集电极电流测量的非线性情况。
[0031]如图3所示，利用恒压电子负载电路5对晶体管特性图示仪7进行基极电压扫描系数校准时，将校准装置I的校准电压连接端Uin、校准接地端分别与晶体管特性图示仪7的基极连接端、发射极连接端对应连接。
[0032]将晶体管特性图示仪7的基极串联电阻设置到适当数值，并将晶体管特性图示仪7内的阶梯波发生器输出电压调到10簇级，量程从0.0lV/级?IV/级。则在基极电压扫描因数
0.01V/div?lV/div间，调节恒压电子负载电路5恒压值在0.01￥?0.1￥或1￥?10￥，比较恒压电子负载电路5的恒压值与所述经晶体管特性图示仪7屏幕显示值即能确定基极电压扫描因数的准确度。
[0033]如图5所示，是校准基极电压扫描因数在0.lV/div时的情况，由图可以看出，当反映电压的光点到达屏幕刻度时，查看恒压电子负载电路5的恒压值，通过比较恒压值和刻度的读取值，就能得到基极电压扫描因数的测量误差。
[0034]如图2所示，利用恒流电子负载电路4能对晶体管特性图示仪7进行功耗限制电阻的校准，即用两次测量恒流电子负载电路4的电压差值和电流差值的比来确定功耗限制电阻的阻值大小。
[0035]如图6所示，是三极管的输出特性曲线，将校准装置I的校准电压连接端Uin、校准接地端分别与晶体管特性图示仪7的集电极连接端、发射极连接端对应连接。调节晶体管特性图示仪7内的集电极扫描电源到60V，图中可以看到一条直流负载线，不同的功耗电阻就会得到不同斜率的直流负载线。设第一次恒流电子负载电路4输出的恒定电流在2mA处，用数字电压表测量晶体管特性图示仪7的集电极连接端C-发射极连接端E间半波正弦脉冲的峰值电压，设为40V;第二次测量时，调节恒流电子负载电路4输出的恒定电流在到5mA，设此时恒流电子负载电路5的校准电压连接端Uin峰值电压为10V，恒流电子负载电路5的下降是由于功耗限制电阻的电压消耗所致，此压降为40-10=30V，可以得到功耗限制电阻为R=30V/3mA=10kQ。调节不同的功耗限制电阻将得到不同的恒流电子负载电路的端电压，通过计算就可以得到不同的功耗限制电阻。功耗电阻一般是在I Ω?10k Ω内，按1-2-5的倍率变化来确定电阻点。
[0036]本发明利用恒流电子负载电路4能实现对晶体管特性图示仪7进行集电极电流扫描因数、功耗限制电阻进行有效校准，通过恒压电子负载电路5能实现对晶体管特性图示仪7进行基极电压扫描因数的校准，从而能实现对现有无校准插孔晶体管特性图示仪7的有效校准，使用操作便捷，适应范围广，安全可靠。
【主权项】
1.一种晶体管特性图示仪校准装置，其特征是:包括用于对晶体管特性图示仪(7)进行集电极电流扫描因数校准、功耗限制电阻校准的恒流电子负载电路(4)以及用于对晶体管特性图示仪(7)进行基极电压扫描因数校准的恒压电子负载电路(5)，所述恒流电子负载电路(4)、恒压电子负载电路(5)均与校准选择控制电路(2)连接，所述校准选择控制电路(2)的输入端与校准选择电路(3)连接，恒流电子负载电路(4)、恒压电子负载电路(5)能通过校准连接电路(6)与待校准的晶体管特性图示仪(7)连接； 所述校准选择电路(3)能向校准选择控制电路(2)输入对待校准晶体管特性图示仪(7)的校准类型，校准选择控制电路(2)能选择并启动与校准类型相匹配的恒流电子负载电路(4)或恒压电子负载电路(5)，以利用启动的恒流电子负载电路(4)或恒压电子负载电路(5)对晶体管特性图示仪(7)进行所需的校准。2.根据权利要求1所述的晶体管特性图示仪校准装置，其特征是:所述恒流电子负载电路(4)、恒压电子负载电路(5)与校准连接电路(6)匹配形成的连接端包括校准电压连接端Uin、参考电压连接端Uref以及校准接地端； 所述恒流电子负载电路(4)包括运算放大器Ul、功率管Ml以及可变电阻R5，所述运算放大器Ul的同相端与参考电压连接端Uref连接，运算放大器Ul的反相端与功率管Ml的源极端连接，运算放大器Ul的输出端与功率管Ml的栅极端连接，所述功率管Ml的漏极端与校准电压连接端Uin连接，功率管Ml的源极端还通过可变电阻R5接地； 在利用恒流电子负载电路(4)对待校准的晶体管特性图示仪(7)校准时，所述校准电压连接端Uin与晶体管特性图示仪(7)的集电极连接端连接，所述晶体管特性图示仪(7)的发射极连接端与校准接地端连接。3.根据权利要求2所述的晶体管特性图示仪校准装置，其特征是:所述恒压电子负载电路(5)包括运算放大器U2以及功率管M2，所述运算放大器U2的反相端与滑动变阻器R4的可动端连接，滑动变阻器R4的一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、运算放大器U2的同相端以及负载电压连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2的另一端与功率管M2的漏极端连接，运算放大器U2的输出端与功率管M2的栅极端连接，功率管M2的漏极端还与校准电压连接端Uin连接，功率管M2的源极端接地。4.根据权利要求2所述的晶体管特性图示仪校准装置，其特征是:所述恒流电子负载电路(4)的恒流范围为0.1mA?20A，参考电压连接端Uref上加载的电压为0.1V?IV。
【专利摘要】本发明涉及一种校准装置，尤其是一种晶体管特性图示仪校准装置，属于晶体管特性图示仪校准的技术领域。本发明包括用于对晶体管特性图示仪进行集电极电流扫描因数、功耗限制电阻校准的恒流电子负载电路以及用于对晶体管特性图示仪进行基极电压扫描因数校准的恒压电子负载电路，所述恒流电子负载电路、恒压电子负载电路均与校准选择控制电路连接，所述校准选择控制电路的输入端与校准选择电路连接，恒流电子负载电路、恒压电子负载电路能通过校准连接电路与待校准的晶体管特性图示仪连接；本发明结构紧凑，能实现对现有无校准插孔晶体管特性图示仪的有效校准，使用方便，适应范围广，安全可靠。
【IPC分类】G01R35/00
【公开号】CN105548936
【申请号】CN201610016703
【发明人】章晓明
【申请人】无锡市计量检定测试中心
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月11日