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发表于 2009-7-28 09:40:28
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J2461型晶体管特性图示仪 | |
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J2461型晶体管特性图示仪，是根据教育部《JY6－78》号技术标准的规定和要求而设计的。它是J2458型教学示波器的辅助装置，主要供中等学校实验室测量晶体管使用。其标准定型样机的面板，如图46－1所示。
技术指标 电压极性 正、负
电压峰值 0～50V
电流峰值 200mA
扫描频率 10DHZ／S
功耗限制电阻 0、5Ω、10Ω、50Ω、100Ω、500Ω、1K、5K、10K、50K、100K。
十一档误差 ±10％
阶梯电流技术指标 阶梯极性 正、负
阶梯级数 固定七级
A／级、50μA／级、0．1mA／级、0．2mA／级、0．5mA／级、1mA／级、2mA／级、5mA／级。电流范围 5μA／级、10μA／级、20μ
十档误差 ±10％
阶梯频率 100HZ／S
阶梯零点 连续可调
集电极电流、电压技术指标
集电极电流
0．05mA／格、0．1mA／格、0．2mA／格、0．5mA／格、1mA／格、2mA／格、5mA／格、10mA／格、20mA／格。
九档误差 ±10％
集电极电压
0．1V／格、0．2V／格、0．5V／格、1V／格、2V／格、5V／格。10V／格。
七档误差 ±10％
其他技术指标
输出校准电压：
Y轴 500mVPP ±5％
X轴 500mVpp±5％
外接示波器要求：
Y轴输入灵敏度≤100mV／格 输入电阻1MΩ
X轴输入灵敏度≤100mV／格 输入电阻1MΩ
使用条件：
温度－10℃～＋40℃
相对湿度≤85％（30℃）
使用电源220V±10％50HZ±2
工作时间连续8小时
其他：
功率消耗20VA（满载时）
重量3Kg
外形尺寸250×155×110（mm）3
晶体管的特性曲线可以用逐点测试数据进行描绘 例如，测试三极管的输出特性曲线，测试线路如图46－2。调节RB电阻，确定IB＝IB1，变化电位器W，使Uc从零逐点变化到Ec，记下对应的IC值，可画出IB1时UC、Ic曲线。再调节RB电阻，确定IB＝IB2，逐点测试UC、IC值，可画出在IB2下的UC、IC曲线。如此重复，就可画出三极管在不同IB值时的输出特性曲线簇。
显然，这种测试方法速度太慢，而且在测量极限参数时还易损坏晶体管。如果EC值随时间连续变化，那么Uc与IC也将按特性随时间变化。把变化的UC和IC通过一定线路分别加到示波器水平和垂直输入端，即可在荧光屏上显示出一条输出特性曲线。如果在Ec随时间每变化一次后，IB自动变化一个数值，则可显示出一簇输出特性曲线。这样能瞬间将三极管的输出特性曲线簇显示出来。测试数值在接近极限参数时是瞬时作用的，不会损坏晶体管。
J2461型晶体管特性图示仪工作原理
晶体管特性图示仪就是能自动显示晶体管特性曲线的仪器。J2461型晶体管特性图示仪测试三极管的原理方框图如图46－3所示。阶梯波发生器产生固定七阶的阶梯波电流，每一阶梯代表一定的基极电流值IB。扫描发生器产生100赫正弦半波式脉动变化电压EC，在一个阶梯时间内变化一次，两者对应关系如图46－4。这样，每个阶梯电流时，三极管的集电极电压UC和集电极电流IC将按其特性随时间变化，由集电极电压取样电阻及电流取样电阻取出，送到示波器X及Y输入端，示波器荧光屏上就可显示出三极管的输出特性曲线簇。当示波器的垂直系统和水平系统灵敏度被校准后，就可根据被显示的特性曲线读取被测晶体管的参数。
图46－3中除示波器外。其他各部分组成J2461型晶体管特性图示仪。
集电极扫描电压发生器
电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。
集电极扫描电压直接采用50赫市电、经全波整流后得到100赫半波正弦脉动电压，线路比较简单。电源变压器B1，将220伏、60赫市电降压后，从3、4、5端引出45伏交流电压，用全波整流得到100赫脉动电压，然后通过大功率三极管BG33组成的射极跟随器输出。W3电位器用来调节输出电压幅度。当电位器向减值方向转时，基极接地，射极跟随器输出为零。当电位器向上调时，输出脉动电压幅度增加。电压极性由K1开关换转。扫描电压经开关K4接入功耗限制电阻，再经测试转换开关K7加到管座A或管座B上。同时从分压电阻R82～R88上取得一定的电压输送到外接示波器X放大器，用作扫描电压显示。
基极阶梯波发生器 电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。
阶梯波发生器由触发器，阶梯波形成器及阶梯波放大器三部分组成。其方框图如图46－6所示、触发器将50赫正弦电压转换成为100赫正极性窄脉冲。主要由BG3脉冲形成管，BG6倒相放大管组成。来自变压器B1、B12、B13端36伏50赫市电正弦波电压加到BG1、BG2组成的悬浮式全波整流电路，经全波整流得到100赫脉动信号，送到脉冲形成管的基极。只有当脉动信号过零点附近时BG3才通导，其余时间均截止，于是在集电极上可获得100赫正向窄脉冲信号，经C1电容微分后可得到上升时间更快的100赫正负脉冲信号。其正脉冲经BG4削波而消除，负脉冲经BG5放大倒相成为整齐的100赫正脉冲，作为阶梯波形成的触发信号。
阶梯放大器
阶梯波放大器由两级互补的晶体管差动放大器和三级发射极跟随器构成，这一深负反馈放大器的电压增益为1，它能保证输出阶梯波电流从5微安／级到5毫安／级变化时，输出阶梯波电压不变，即保持每一阶梯为一伏。从W1米的阶梯波信号送到第一级差动放大器（BG24，BG25）。而第一级差动放大器的集电极信号又直接送到作为和它互补的第二差动放大器（BG26、BG27）的基极，其中BG26集电极输出信号经过三级射极跟随器BG28、BG29、BG30进行电流放大后，就可以输出足够大的阶梯波电流信号。为了使输出阶梯电压保持每一级为恒定的1伏，因而将输出端信号反馈至第一差动放大级的另一输入端BG25的基极，进行深度负反馈。调节电位器W2可以改变差动放大器的工作点，使得在零阶梯时输出为零电位。
阶梯放大器输出的每级1伏阶梯信号，经过极性转换开关K3可改变输出阶梯波的正负极性。再输送到K6开关，改变不同的串联电阻，可以得到5微安／级～5毫安／级不同的阶梯电流，输送到被测管基极。
阶梯波的形成
波形成电路由三级双稳态电路和各自的电流形成管以及公共的电流叠加管组成。
来自触发器的正脉冲信号加到BG6、BG7组成的第一级双稳态电路。使电路在每一脉冲来到时翻转一次。因而从BG6集电极可得到50赫方波电压。经由C11、R30耦合到电流形成管BG13基极，而在其集电极上得到一反向电流方波。BG6集电极输出的电压又经C5耦合到BG8、BG9组成的第二级双稳态电路，这级双稳态电路输出25赫的方波电压，通过C12、R33耦合到电流形成管BG19，在其集电极上可得到25赫方波电流。BG8集电极输出电压又经C8耦合到BG10、BG11组成第三级双稳态电路，这级双稳态电路输出12．5赫方波电压，经由C13、R36耦合到电流形成管BG20。在其集电极上可得到12．5赫方波电流，精确选择R38为R35的1／2，R35为R32的1／2，可使三个电流方波幅值为1、2、4倍数，而方波的宽度也为1、2、4倍数。这三个电流方波在电流叠加管BG21汇合后就可得到线性良好的七个阶梯波。其具体叠加情况如图46－7所示。电流叠加管BG21形成的阶梯波，经BG22射级跟随器输出。BG23稳压管是将直流电位转换到阶梯波放大器需要的数值，而对阶梯波本身不产生压降。W1为阶梯幅度校准电位器。调节W1可使输出的阶梯波电压达到每一阶梯为1伏，然后送到阶梯波放大器进行放大。
电源 电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。
电源变压器次级有6个绕组，输出电压分别为～45伏、～18伏、～20伏、～30伏、～6．3伏。其中～45伏、～30伏两级电压用途前已叙述。两组～18伏一组～20伏经桥式整流后输出～15伏、＋15伏直流电压及－10伏、＋10伏、－20伏经稳压管稳压的直流电压，作为阶梯波发生器的直流供电电源。～6．3伏电压供指示灯用，并经BG50双向限幅稳压管限幅后得到近似梯形的电压波。其幅度不受外电压波动影响，保持为12伏峰峰值，经R98、W4分压取出500毫伏电压送到K2、K5开关后输出。
图示仪结构 J2461型晶体管特性图示仪的机箱宽25厘米，高15．5厘米，深11厘米，总重量约3公斤，是一台便携式仪器，正视图见图46－1左视图见图46－8。左视图部分剖开，可以看到机内结构。
机架 机架是一个四方形的结构，架上安装仪器电路全部元器件及连接扎线。它由型框、左右支架、上下撑条等零件组成。型框用XC712－1型铝型材弯成，并经过光亮电氧化处理。其前面固定面板、后面固定左右支架。左右支架构成机架左右两个面，用1毫米厚优质薄钢板制成，并经镀锌钝化。右支架上可固定电源变压器。上下撑条也用薄钢板制成；镀锌钝化，它们固定在左右支架上，构成机架后面。上下撑条上固定印制电路板。
面板 面板上安装了晶体管特性图示仪全部控制旋钮，可分四个部分。右边线框外为指示灯、电源开关，保险丝座及电源插座。上面线框中为测试部分控制旋钮。左边为集电极电流显示开关K2，采用2刀11位KCZ型资质开关，电流取样电阻R53～71装在此开关上。右边为集电极电压显示开关K5，是1刀8位KCZ型瓷质开关，电压取样电阻R32～88装在此开关上。中间为晶体管测试选择开关K7，是2刀3位KCZ型瓷质开关。在它的两边是两只晶体管插座CZ4、CZ5，被测晶体管由此插入。三个输出信号接线柱CZ1、CZ2、CZ3，可将显示信号分别接到示波器Y、X及地接线柱。下面左边线框内为基极阶梯信号部分控制旋钮，没有阶梯极性开关K3，是2刀2位KSZ－2型船形开关阶梯电流控制开关K6，是1刀11位带接线片的KCZ型瓷质开关，阶梯电流调节电阻R51～61装在开关片和接线片间；阶梯调零和核准电位器W1、W2调节孔。下面右边线框内为集电极扫描信号部分控制旋钮，设有扫描信号极性开关K1，是2刀2位KSZ－2型船形开关，功耗限制电阻调节开关K4，是1刀11位KCZ型瓷质开关，功耗限制电阻R72～81装在此开关上，扫描电压调节电位器W2旋钮。
面板用2毫米厚铝板照相腐蚀制板，外表面喷无光灰漆，字符涂无光黑漆。面板固定在机架的型框上。
机箱 仪器机箱用0．8毫米优质薄钢板做成，底部与围框间用点焊焊接。围框上面装有仪器提手，下面装有四只胶木支脚。为了便于仪器能在面板朝上放置时进行测试，底部还有四个支脚。由于仪器功耗较低，整个机箱设有散热孔，采用封闭形式。机箱外表面喷灰色锤纹漆。将它会在机架上后，用螺钉固定于机架型框上。
印制电路板
印制电路板用一块长170毫米，宽120毫米单面复铜板经照相腐蚀制成。仪器主要电路部分元件都装配在这块印制电路板上。图46－9为J2461型仪器的印制电路板图。图中元件在正面，印制线路在反面。扫描电压调整管BG33从散热要求来看可装在机架右支架上，但这样安装管子与地形成的分布电容很大，影响小电流测试。因而设计时将它装在印制电路板上，同时加了一块铝板做的U形散热器。电路板四角用螺钉固定在机架上下撑条上。电路板用扎线和面板上控制元件及电源变压器相连接。
变压器
变压器额定功率为20瓦，采用标准GEIB－19铁芯，叠厚31毫米。绝缘材料用字母A、B、C、M表示。A为0．08毫米厚电喃纸，B为0．5毫米厚绝缘纸板，C为0．05毫米厚电喃纸，M为0．5毫米厚聚脂塑料薄膜。初级与次级间加屏蔽层。扫描电压供电绕组3、4、5与其他绕组间也加屏蔽层以减少干扰。绕组插上铁芯后，用螺钉固紧，经去潮、真空浸渍，以保证良好的绝缘性能。变压器安装在机架的右支架上。
图示仪测试准备工作
J2461型晶体管特性图示仪本机未带显示部分，不能单独使用。必须用J2458型教学示波器、J2459型学生示波器或其他型号示波器配合，才能显示与测试晶体管特性。
测试时，仪器可以直立放置，也可以面板朝上仰放。前者适合示教演示实验，后者对一般晶体管参数测试更方便些。
将J2461型图示仪面板上接示波器的三个接线柱用屏蔽线分别接到J2458型或J2459型示波器Y输入、X输入及地接线柱。示波器输入耦合开关放到“DC”、衰减开关放到“1”、扫描范围开关放到“外X”。图示仪面板各控制旋钮按表46－3放置，没有提到的控制旋钮可以任意放置。将两台仪器都插上电源，打开电源开关预热几分钟。
J2461型晶体管特性图示仪示波器垂直放大器灵敏度校准 为了保证测量准确，测试前必须对示波器和图示仪进行校准工作。校准的电源电压应调到220伏，在以后的测试时，也应保证电源电压为220伏。但如果作一般定性观察和示教演示，就不必对电源电压要求过严，保持220伏±10％即可。
示波器垂直放大器灵敏度校准。J2461型晶体管特性图示仪要求与它配合的示波器垂直放大器灵敏度为100毫伏／格，因而测试前必须对示波器进行校准。校准采用图示仪输出的“500mVpp”校准电压。按准备工作步骤将仪器开机预热十分钟，待仪器工作正常后，示波器荧光屏垂直方向显示出一条直线，调节示波器Y增益旋钮，使直线长度恰为5格，示波器垂直放大器的灵敏度就被校准好了。在以后测量中，Y增益旋钮就不能再转动，否则需要重新校准。
J2461型晶体管特性图示仪阶梯信号校准及阶梯调零
将图示仪面板上集电极电流开关扳到“阶梯校准”位置，这时可以在示波器荧光屏垂直方向看到八个亮点，用起子调面板上阶梯信号校准电位器，使每个亮点间准确地为一格，八个亮点共七格。扳动阶梯信号极性开关，这时八个亮点应以X轴对称变动，但零阶梯的位置应不变，即正极性最下面一个亮点位置与负极性最上面一个亮点位置重合。如达不到要求，可调节面板上调零电位器来满足要求。调零满足要求后，应再看一看阶梯校准有无变动。由于两者互相有影响，往往要反复调节几次才能达到要求。但一般图示仪出厂时，阶梯校准与阶梯调零都已调好，差别不会很大。
J2461型晶体管特性图示仪示波器水平放大器灵敏度校准
J2461型图示仪要求与它配合的示波器水平放大器灵敏度也应为100毫伏／格，测试前必须对示波器水平放大器进行校准。将图示仪集电极电流开关放到“20mA／格”，集电极电压开关放到“X校准”档，这时图示仪将“500mVPP”校准信号送到示波器X输入端，在荧光屏X方向可以看到一条横线，调节X增益旋钮，使横线长度恰为5格，示波器水平放大器灵敏度就被校准好了。在以后测量中，X增益旋钮就不能再转动，否则需要重新校准。
经过以上校准后，图示仪就可以进行晶体管特性测试。
J2461型晶体管特性图示仪二极管2AP9的测试
对于各种类型的二极管，只要其参数在J2461型图示仪量程以内，都可以进行测试。现举例说明。
2AP9是普通点接触二极管，一般用在频率100兆赫以内的无线电电子设备中，作检波、整流、限幅使用。其正向伏安特性测试步骤如下：
J2461型图示仪面板各控制旋钮按表46－4正向特性要求放置。将2AP9二极管正脚插入晶体管插座C插孔，负脚插入E插孔。慢慢地顺时针转动扫描电压调节旋钮W5，加大扫描电压，并适当移动示波器“↓↑”、“  ”旋钮，荧光屏上就可显示出二极管的正向伏安特性曲线如图46－10。正向特性曲线测试后，欲测负向特性曲线，则先将A管、关、B管开关放到“关”。J2461型图示仪面板各控制旋钮接表46－4负向特性要求放置。慢慢加大扫描电压，适当移动示波器“↓↑”、“ ”旋钮，荧光屏上就可显示出二极管的负向特性曲线如图46－11。
从图46－3三极管测试原理方框图中可以看出，集电极分压电阻中流过的电流也和被测电流一起，反映在电流取样电阻中，此电流数值为集电极电压除以分压电阻值。分压电阻数值较大，约为580千欧，流过的电流较小，对电流为毫安级以上正向特性测试，可以忽略。但对负向特性测试，由于反向电流数值较小，就必须考虑此数值，否则就会带来较大的测试误差。如图46－11。中A点电流读数为80微安，取样电阻流过的电流10伏／580千欧＝17微安，因而该点反向电流为80－17＝63微安。
二极管2CZ82A的测试
2CZ82A硅半导体整流二极管，原来型号为2CP10，用于电源部分的整流。其正向伏安特性测试时，图示仪面板控制器按表46－5放置，将被测二极管正极插入晶体管插座C插孔，负极插入E插孔，慢慢地顺时针转动扫描电压调节旋钮，加大扫描电压，示波管荧光屏上就可显示出2CZ82A正向伏安特性曲线如图46－12所示。从图可以看到，当正向电压小于0．6伏时，正向电流很小。当正向电压大于0．6伏时，正向电流迅速增大。当电流达到额定正向整流100毫安时，对应的正向电压降VF应当小于手册规定的数值1．5伏。
硅二极管的反向电流很小，例如2CZ82A反向漏电流小于5微安，因而用J2461型图示仪测硅二极管的反向伏安特性，一般是测不出来的。
图示仪稳压二极管2CW74的测试
稳压二极管利用齐纳效应实现稳压，使用时反向接入电路。2CM74硅稳压管原型号为2CW3，测试时J2461型图示仪面板控制旋钮按表46－6放置。将稳压管负极插入晶体管插座C插孔，正极插入E插孔，慢慢地顺时针转动扫描电压调节旋钮，加大扫描电压，在示波管荧光屏上即显示出稳压管的稳压特性曲线如图46－13。稳定电压控手册规定在5毫安时读取，如图中A点电压U2＝10伏。曲线在A点的斜率为该稳压管的动态电阻R2＝ΔU2／ΔI2，但读取ΔU2、ΔI2是很困难的。一般曲线越直，表示动态电阻越小，稳压性能越好。
图示仪晶体三极管的测试
三极管反向截止电流ICBO、IEBO、ICEQ及反向击穿电压BUCEO、BUCBO、BUEBO等参数的测试和二极管测试方法相同，测试时只使用J2461型晶体管特性图示仪扫描电压部分，阶梯波信号部分不用。三极管插入欲测两极，另一极不插入。具体测试步骤可以参看前面二极管测试方法，这里不再叙述。下面主要说明三极管共发射极输出特性曲线的测试方法。这是三极管最重要的特性曲线。从输出特性曲线的形状，可以判断出晶体管质量的好坏，比较晶体管的性能，读取它的电流放大系数。因而这是晶体三极管测试中最主要的项目。
图示仪PNP型三极管3A×51共发射极输出特性测试
3A×51为国家统一型号PNP锗合金低频小功效管，原来型号为3A×17、3A×31等。测试时J2461型图示仪面板各控制旋钮按表46－7放置，在晶体管插座中插入被测管。渐渐加大扫描电压，可在示波管荧光屏上显示出输出特性曲线簇如图46－14（a）。电流放大系数按手册规定在Uc＝1伏，Ic＝50毫安时读取，即图中A点，集电极电流Ic＝48毫安，处于第五级阶梯，基极电流为Ib＝5×0．1毫安＝0．5毫安，可求出电流放大系数为hfe＝I／Ib＝48／0．5＝96（倍）。以上测出的是直流平均电流放大系数。在不同的UC、IC值，电流放大系数有些差别。如果要知道某一特定工作点附近hfc值，则可以在输出特性曲线这点附近测试，例如欲测图46－14（a）中B点IC＝5毫安、UC＝－3伏附近的电流放大系数，可将基极阶梯电流开关减小到“10μA／级”，集电极电流开关减小到“1mA／格”，这时示波管荧光屏上显示出如图46－14（b）所示的曲线，B点是欲测特定工作点，它在第五、七阶梯间，可得出这两阶梯集电极电流差值ΔIc＝0．95毫安，基极电流差值ΔIb＝0．01毫安，于是电流放大系数hfe＝ΔIc／ΔIb＝0．95／0．01＝95（倍）。
如果要比较两只晶体管特性，供挑选配对，可以在A、B管座内分别插入被测管，转动测试转换开关，示波器荧光屏上即可分别显示出两管的输出特性曲线，以供分析比较。
NPN型三极管3DG100共发射极输出特性测试 DG100为国家统一型号硅平面高频小功率三极管，原来型号为3DG6。测试时J2461型图示仪面板各控制器按表46－8放置，在晶体管插座中插入被测管。渐渐加大扫描电压，可在示波管荧光屏上显示出输出特性曲线簇如图46－15。电流放大系数控手册规定在Uc＝3伏、IC＝10毫安时读取。如图中A点。集电极电流IC＝10毫安，处于第五、六级阶梯间，基极电流为Ib＝5．5×20微安＝110微安，可求出电流放大系数为hfe＝Ic／Ib＝10／0．11＝91（倍）。
晶体三极管品种很多，其测试原理都是一样的，读者熟悉上述测试方法后，就能用类似方法测试其它型号三极管。
关于特性曲线的显示极性说明
对NPN型三极管，其输出特性曲线显示在第三象限，如同习惯上PNP型三极管。对PNP型三极管，其输出特性曲线显示在第一象限，如同习惯上NPN型三极管。同样二极管的正向伏安特性曲线显示在第三象限，而负向伏安特性曲线显示在第一象限。产生这个原因是由于J2461型晶体管特性图示仪和J2458型教学示波器、J2459型学生示波器极性不能互相配合造成的。从图46－3原理方框图中可以看出，晶体管特性图示仪集电极电流取样是反向接到示波器Y输入端，集电极电压取样是正向接到示波器X输入端。为了使荧光屏上显示的特性曲线极性正确，要求配合的示波器Y轴作负向显示，X轴作正向显示，但J2458型教学示波器和J2459型学生示波器显示极性刚好和以上要求相反，Y轴作正向显示、X轴作负向显示，因而显示出的特性曲线极性都是反相的。这对参数的测试没有影响，只是和习惯上不同而已，只要使用者明了其中原理，也就不会搞错。但做教学演示实验时，为了让学生树立正确的概念，应当显示出正确的极性。为此可以将示波器侧盖板打开，将垂直放大器接到示波管垂直偏转板二根导线对换焊接，水平放大器接到示波管水平偏转板二根导线也对换焊接，就可显示出正确的极性。演示完毕后再对换回来。以前生产的J2458型教学示波器，为了与本图示仪配合，其极性符合以上要求，但对其他项目测试又造成了困难，因而近来出厂的J2458型教学示波器，显示极性又改过来了，和J2459型学生示波器取得一致。本图示仪配合其他型号示波器时，也会产生特性曲线显示在不同象限的问题，希望使用者注意。
图示仪使用注意事项
（1）测试晶体管时，首先应了解被测三极管是PNP型还是NPN型，然后将仪器置于相应的极性，切不要乱扳极性开关，以免损坏管子及仪器。
（
2）功耗限制电阻可以保护被测管不至电流过载，又可防止由被测管击穿后导致损坏仪器，因而一般测试都应将功耗限制电阻加上，可放到1千欧左右，如显示电流太小则再减小。特别在测量晶体管击穿电压时更需要注意，可以将功耗限制电阻取得更大一些。
（3）测试前先应检查扫描电压调节旋钮是否逆时针转到底，测试时再渐渐顺时针转动，当加到规定电压时即可。测试完毕后应先将扫描电压调节旋钮逆时针转到底，然后再关机。
（4）测试时基极阶梯电流也应当由小到大逐档增加，当集电极显示出合适电流时即可。
图示仪测量反向截流时注意事项
在测量晶体管反向截止电流时，可采用提高示波器垂直系统灵敏度的方法来扩大集电极电流最小测量范围。对J2458型教学示波器，可以用机内校准信号使垂直系统灵敏度校准到20毫伏／格，灵敏度提高了四倍，于是集电极电流读数应除以5。原0．05毫安／格变成0．01毫安／格。对J2459型学生示波器，可将Y增益旋钮顺时针转到底，灵敏度达到50毫伏／格，比原来提高一倍，于是集电极电流刻度读数应除以2，原0．05毫安／格变成0．025毫安／格。以上测试时，被测电流数值较小，显示的数值一定要减去分压电阻中流过的电流IC＝UA／RU。UA为测试点电压，RV分压电阻总值约为580千欧。
图示仪外观和校准信号的检查
直观检查是不用测试设备的条件下检查仪器是否能正常工作。下面介绍各检查项目。
外观检查。仪器外部应没有破损。而板上各旋钮应安装牢固，位置正确，各档均能对线，调节平滑、分档清楚。仪器提手与支脚无松动，摇动仪器时，机箱内没有掉下的元件声。
校准信号检查。将接示波器的三个接线柱用屏蔽线分别接到J2458型示波器Y输入、X输入及地接线柱，示波器输入耦合开关放到“DC”、Y轴衰减开关放到“1”，扫描范围开关放到“外X”。将仪器插上电源，打开电源开关，指示灯即发光。预热几分钟后，可看到示波器荧光屏垂直方向显示出一条直线，表示仪器校准信号输出正常。调示波器的Y增益旋钮，使荧光屏垂直方向显示的直线长度恰好为五格。
图示仪阶梯、扫描信号检查
阶梯信号检查。在上项检查后，将仪器集电极电流开关扳到“阶梯校准”档，示波器荧光屏垂直方向可看到八个亮点，每个亮点间约为一格。扳动阶梯极性开关由正到负时，最低一个亮点位置基本不动，其余七个亮点移到第一个亮点下面。
扫描信号检查。在上项检查后，将仪器集电极电流开关扳到“20mA／格”档，集电极电压开关扳到“1伏／格”档，扫描电压极性开关扳到“＋”，示波器荧光屏上显示出一点亮点。将亮点调到荧光屏坐标正中，然后顺时针转动扫描电压调节电位器，可以看到光点形成向左伸延的一根水平线，如将极性开关扳到“—”，则形成向右伸延的一根水平线，则表示集电极扫描电压发生器工作正常。
图示仪测试晶体管
将示波器荧光屏上光点调到右上角，在晶体管插座A中插入一只质量好的任何型号NPN硅三极管，逐渐加大扫描电压，并适当调节阶梯电流，荧光屏应显示出三极管的输出特性，类似如图46－15所示
仪器技术指标的检验
J2461型晶体管特性图示仪技术指标检验时需要的测试仪器见表46－9。也可以使用相同精度的其他型号仪器。检验时仪器的电源要用交流稳压器稳压，并调整到电压表指示为220伏。
图示仪集电极电压误差检验
集电极电压各档误差要求小于±10％，主要由分压电阻R82～R88的精度决定。测试时需要用两台示波器。①号示波器采用ST16型，接到被测仪器晶体管插座C、E间，主要作扫描电压监视。②号示波器采用精度较高的SBM－10A型或同等精度的示波器，接到被测仪器X输出及地接线柱，用来测量电阻R82～R88的分压误差。两台示波器Y输入耦合开关都放到“DC”，灵敏度放到10伏格。扫描部分可以不工作。被测J2461型仪器集电极电压开关放到“0．1伏／格”。打开仪器电源，经预热后，调被测J2461型仪器扫描电压调节旋钮，使两台示波器显示均为5格。将集电极电压开关顺次放到“0．2伏／格～10伏／格”，②号示波器灵敏度顺次放到“5伏／格～0．1伏／格”，在保持①号示波器读数为5格情况下，读出②号示波器显示的格数，记录于表46－10中，与基准值相比，其最大误差应≤±0．5格，即≤±10％为合格。
图示仪集电极误差测试
集电极电流各档误差要求小于±10％，主要由电流取样电阻R63～71的精度决定。测试时需要两台示波器及一只ZX54型直流电阻箱。电阻箱起负载作用，接到被测仪器晶体管插座C、E间，电阻值放到1千欧，同时并接①号示波器（ST16型）。示波器灵敏度调到“2伏／格”。被测仪器Y输出及地接线柱接到②号示波器（SBE－10A型），示波器灵敏度调到0．2伏／格”。被测J2461型仪器功耗限制电阻放到“0”，集电极电流开关放到“1mA／格”，接通仪器电源，经预热后，调扫描电压调节旋钮，使②号示波器上显示为5格，这时①号示波器上显示也为5格。将被测仪器集电极电流开关顺次调到“2mA／格～20mA／格”，“0．5mA／格～0．05mA／格”，电阻箱电阻值相应调到50欧～500欧，2千欧～20千欧，略调被测仪器扫描电压调节旋钮，以保持①号示波器上显示格数不变，记录②号示波器上读数于表46－11中。与基准值相比，其最大误差≤±0．5格，即≤±10％为合格。
图示仪输出电压检验
输出校准电压要求为500毫伏，误差小于±5％。测试时被测仪器面板控制旋钮按表46－11放置，接通电源开机预热。先将XC－27A型比较信号发生器500毫伏方波输送到SBM－10A型示波器Y输入端，示波器灵敏度放到“0．1伏／格”，输入耦合开关扳到“DC”，扫描部分可以不工作。记录荧光屏上垂直方向显示为H格。拆去比较信号发生器的方波信号，将示波器Y输入接到被测J2461型仪器接Y与地接线柱，此时示波器荧光屏垂直方向显示应达到H±5％为合格。
集电极扫描电压峰值与电流峰值检验
扫描电压发生器在输出电流峰值200毫安时，电压峰值要求调到大于50伏。先将ST16型示波器X输入灵敏度用XC－27A型比较信号发生器校准到100毫伏／格。被测J2461型仪器集电极电流开关放到“20mA／格”，集电极电压开关放到“10伏／格”，功耗限制电阻开关放到“0”，晶体管插座C、E间接入J2354－3型滑动变阻器，电阻调到最大。接Y、接X及地接线柱分别接到经过校准的ST16型示波器Y及X输入。示波器Y输入灵敏度放到“0．2伏／格”，输入耦合开关放到“DC”，触发极性开关放到“X”。仪器接通电源预热后，将扫描电压调节旋钮顺时针转到底，慢慢减小滑动变阻器电阻值，使示波器垂直方向显示为5格，这时检查示波器X方向显示应大于5格为合格。
基极阶梯电流检验
阶梯电流各档误差要求小于±10％。测试时，将被测J2461型仪器集电极电压调节旋钮反时针转到底，基极阶梯波电流开关放到“0．1mA／级”。在晶体管插座B、E间接入ZX54型直流电阻箱，电阻值调到1千欧。电阻箱两端接到SBM－10A型示波器Y输入端，示波器灵敏度放到“0．1伏／格”，扫描部分不工作。接通仪器电源通电预热后，此时示波器上显示出阶梯波八个亮点，每个亮点调到1格，共7格（可调阶梯校准电位来达到，并注意调好阶梯调零）。然后将阶梯电流顺次调到“0．2mA／级～0．5mA／级”、“50μA／级～5μA／级”，电阻箱电阻相应调到20欧～500欧、2千兆～20千兆，记录示波器上7个阶梯所占的位置，记入表46－12，其偏离7格的最大值差应小于±0．7格为合格。
绝缘电阻检验
测试时，将被测J2461型仪器电源线接到ZC25－3型兆欧表测试端，接地端与被测仪器地接线柱相连接。仪器电源开关放到“开”，以每分针120转匀速摇转兆欧表，表针指示应≥100兆欧为合格。当仪器在潮湿环境中存放时间较长后，应通风干燥后再测试。
指示灯不亮 当仪器发生故障需要修理时，必须先学习仪器的电路原理，熟悉仪器的结构安排，根据故障现象确定检修部位，才能动手检查修理。修理时需要拆开机箱时，只要将机箱上面两只螺钉旋出，下面接近面板两只支脚螺钉旋出，拉住型框，慢慢将机箱脱出、打开机箱通电检查时要注意安全。下
仪器插上电源线，打开电源开关后指示灯不亮，则应检查保险丝是否完好，电源线有否拆断。用万用表测电源插座CZ6两端间的电阻，当电源开关开时，正常约为120～150欧。如电阻很大，则可能是变压器初级绕组断路。如电源部分正常，则可能是指示灯本身损坏。
校准电压部分故障 无校准电压输出。仪器在作校准电压检查或校准示波器灵敏度时，示波器荧光屏上显示不出校准电压，如果示波器是正常的，则表示仪器无校准电压输出。可检查双向限幅管BG50有否击穿损坏，仪器接线有否脱焊，W4电位器是否反时针转到底了。
校准电压输出幅度偏离500毫伏值较大。原因往往是由双向限幅管BG50开路及内部一个稳压管损坏造成的。这时用示波器观察校准电压不是正常的双向限幅梯形波，而成为正弦波或半波整流波形，调换BG50即能正常。
扫描电压发生器部分故障 （1）无扫描电压输出。测试晶体管时扫描电压加不上，原因可能是BG33管损坏，电位器W3损坏，或K1、K4、K7开关接触不好。可用示波器检查扫描电压发生器电路各点全波整流波形，那一点没有波形，则表示该部分元件损坏。
（2）扫描电压关不到零。测试晶体管时扫描电压调节旋钮及时针转到底时，示波管荧光屏X方向不能缩成一点。其原因是BG33管性能变坏，反向截止电流ICEO太大，需要调换该管。
（3）扫描电压双向显示。测试晶体管时，顺时针旋转扫描电压调节旋钮，示波器荧光屏上光点向左右两个方向伸长。其原因是整流管BG31～32中有一只短路造成。
（4）扫描电压成为半波整流波形。测试三极管时显示的特性曲线不是八条，而成为四条。其原因是整流管BG31～32中有一只断路损坏或变压器两个45伏绕组中有一个断路。
无阶梯信号输出
无阶梯信号输出，测三极管时显示不出特性曲线簇。首先检查面板上的校准电位器调节孔是否反时针转到底了，应将其顺时针转到最大。如仍没有阶梯信号，则检查－20伏、±15伏、±10伏电源是否正常，任一组电源损坏都能造成阶梯波发生器不工作。如电源都正常，接着可检查BG30发射极有没有每一阶梯为1伏的阶梯信号输出。如有，则表明阶梯波发生器工作正常，故障在K3、K6、K7开关及晶体管插座接触不好或断线。如没有阶梯波输出，则必须确定阶梯波发生器那一部分发生了故障。可检查电位器W1输出端有没有每一阶梯为1伏的阶梯波。如有，则故障在阶梯波放大器。如没有，则可检查R7、R8处有没有100赫正脉冲。如有，则故障在阶梯波形成器。如没有则故障在触发器。阶梯波放大器可能发生的故障是BG24、BG25差动放大管损坏，W2电位器接触不好，BG29、BG30输出管损坏。阶梯波形成器可能发生约故障是BG6、BG7组成的第一级双稳态电路损坏，或BG21、BG22、BG23管子损坏。触发器可能发生的故障是BG3、BG5管子损坏。
阶梯波发生器部分故障
阶梯信号级数减少，达不到正常七个阶梯。可根据减少的阶梯波波形来判断故障。如果波形只有一个阶梯，原因是BG8、BG9组成的双稳态电路损坏。如果波形中间缺二个阶梯，原因是电流形成管BG19损坏。如果波形为三个阶梯，原因是BG10、BG11组成的双稳态电路损坏或电流形成管BG18、BG20损坏。
阶梯波频率减低为50赫，示波器显示三极管输出特性时闪烁严重，不便读测。原因是触发器BG1－2中有一只损坏，全波整流变成半波整流造成的。
阶梯波严重失真，七个阶梯大小不均匀，对测试会产生较大误差。原因之一是示波器使用不当，Y输入耦合开关没有放在“DC”位置。另一原因是电源电压低于198伏，可用自耦变压器调到正常或使用交流稳压器。如上述原因消除后阶梯波仍失真，则可能是仪器内部＋10伏、－10伏稳压管BG38、BG43损坏，可检查更换。
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发表于 2009-7-28 21:15:41
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