Vyučovanie sa stáva ľahkým a efektívnym, ak sa stane praktickou oblasťou. Ukážka niečoho praktickým praktickým cvičením a koncepčnými ukážkami vždy pomôže zapamätať si naučené koncepty po dlhšiu dobu, než vysvetlenia jednoduchých teoretických hodín. To by sa mohlo stať pri sledovaní kriviek tranzistorov, aby poznali koncept ako funguje tranzistor . Jedná sa o ľahký, dobrý a praktický spôsob, ako spoznať prácu tranzistora a určiť jeho parametre.

Používanie sledovača kriviek sa dnes rozširuje na laboratórne použitie a ďalšie účely analýzy kvality. Táto koncepcia implementácie sledovača kriviek pomocou dosky Arduino umožňuje študentom lepšie pochopiť tranzistor a Technológia Arduino.

Sledovač kriviek

Curve-tracer je testovacie zariadenie, ktoré zobrazuje vzťah napätia a prúdu komponentu. Existuje niekoľko aplikačných oblastí, v ktorých tieto sledovače krivky I-V poskytujú vizuálne znázornenie priebehov prúdu a napätia pomocou kvantitatívnych meraní. Zariadenie na sledovanie kriviek pozostáva z hardvérových obvodov na testovanie rôznych základné elektronické súčiastky tranzistory, diódy a iné polovodičové zariadenia. Tieto sledovače kriviek nám umožňujú analyzovať krivky na nájdenie rôznych parametrov, ako sú zisk, impedancia, posun atď.

Sledovač kriviek

Vyššie uvedený obvod ukazuje, ako funguje jednoduchý sledovač kriviek pre testované zariadenie (DUT). Transformátor zostupu je pripojený k a obvod usmerňovacieho mostíka, ktorý prevádza striedavé napätie na pulzujúce jednosmerné napájanie . Testované zariadenie je pripojené cez sériový rezistor na obmedzenie prúdu. Napäťové a prúdové vlny v Osciloskop s katódovými lúčmi (CRO) sa menia zmenou vstupného napätia privádzaného premenným transformátorom. Týmto spôsobom je možné analyzovať a pozorovať krivky pomocou sledovača kriviek.

Transistor Curve Tracer

Tranzistor je prúdom riadené zariadenie, v ktorom je riadený prúd napätia kolektora k emitoru zmenou základného prúdu aplikovaného na základnú svorku tranzistora. Indikátor krivky tranzistora je prístroj, ktorý meria parametre tranzistora, ako je prúdový zisk, impedancia a poruchové napätie. Generuje a zobrazuje množinu kriviek IC prúdu kolektora proti napätiu VCE kolektora a emitora VCE pre rôzne hodnoty základného prúdu. Z týchto kriviek možno určiť prúdový zisk tranzistora.

Tri hlavné funkčné obvody, ktoré sa používajú v tomto sledovači, zahŕňajú generátor napäťového napätia na riadenie kolektorového napätia, generátor krokového základného prúdu na riadenie základného prúdu s rovnakým počtom prírastkov generátora presakujúceho napätia a časovací obvod na zmenu základného prúdu pre každý začiatok cyklu napätia.

Transistor Curve Tracer

Generátor zametacieho napätia aplikuje Vs s časovým obdobím opakovane na tranzistor. Toto zametacie napätie je možné pozorovať v osciloskope. A tiež zdroj základného prúdu zvyšuje základný prúd IB v rovnakých prírastkových krokoch pre každý nasledujúci priebeh napätia so krokmi synchronizovanými na začiatok každého cyklu napätia kolektora. Základný prúd opakuje túto postupnosť krokov a stáva sa stabilným počas posledného zvýšeného obdobia. Pre každý obvod sú k dispozícii prepínače, ktoré menia vstupné podmienky.

Zisk tranzistorového prúdu je určený:

b = DIc / DIB

Kde je nastavenie prepínača Krokový volič reprezentované ako DIB.

Preto z vyššie uvedeného tvaru vlny v osciloskope môžeme určiť prúdový zisk tranzistora. Sledovač krivky tranzistora teda umožňuje nájsť rôzne parametre tranzistora a tiež poskytuje analýzu jeho kriviek pre rôzne podmienky meniace sa vstup.

Projekt Arduino na snímači Transistor Curve Tracer

Arduino obvod Transistor Curve Tracer

Tento obvod je implementovaný pomocou potenciometra pripojeného k báze tranzistora na zmenu základného prúdu. Doska Arduino uno sa používa ako hlavný radič zberu dát, ktorý získava analógové parametre napätia základne, kolektora a zdroja. Tranzistor s dvoma odpormi a jedným potenciometrom spadá pod testované obvody s použitím Vývojová doska Arduino .

Zmenou potenciometra sa mení základný prúd a hodnoty základného napätia, kolektora a napätia emitora číta Arduino s interným analógovo-digitálny prevodník . Programový kód Arduino je naprogramovaný tak, že získané signály z ADC sa ďalej spracúvajú a výsledky sa počítajú. Digitalizované hodnoty spracované týmto radičom nájdu nasledujúce parametre.

Ib je určené (Vs - Vb) / Rb
A Ic podľa (5V - Vc) / Rc

Transistorová krivka BiCMOS založená na Arduine

Tieto hodnoty základného a kolektorového prúdu musia byť zakreslené, aby sa určili charakteristiky tranzistora. Na vykreslenie týchto hodnôt je medzi radičom Arduino a hostiteľským počítačom pripojené sériové spojenie USB. Hostiteľský počítač pozostáva zo špeciálneho typu aplikácie na spracovanie a vykreslenie grafov. Softvér alebo programy ako SciLab a Octave môžu čítať a vykresľovať hodnoty z sériový kábel.

Pokrok vo vyššie uvedenom projekte Arduino spočíva v pripojení Arduina k vykresleniu grafov tranzistora BiCMOS. Tieto krivky sa získavajú pomocou dvojitého I / O spojenia typu rail-to-rail Operačný zosilňovač , rezistory a kondenzátory.

Hromadné napätie sa vyberá pomocou prepínača na zmenu polarity PNP / NPN. Tento projekt je rovnaký ako vyššie uvedený projekt, ale kód sa od toho prvého trochu líši. Po zostavení a nahraní kódu do vývojovej dosky hardvéru existuje požiadavka na napätia z tranzistora s rôznymi hodnotami základných prúdov, ktoré je možné meniť aj programovým kódom.

Táto doska Arduino tieto hodnoty spracuje a odošle ich do počítača na spracovanie a vykreslenie hodnôt pomocou a sériový komunikačný kábel . Podobne ako v predchádzajúcom projekte, aj aplikačný softvér umožňuje spracovávať a vykresľovať získané dáta pre hľadanie parametrov konkrétnych tranzistorov ako PMOS, NMOS, NPN a PNP.

Toto je jednoduchý projekt Arduino s niekoľkými externými obvodmi na získanie tranzistorových kriviek. Niektoré z aplikácií projektov založených na Arduine sú systémy domácej automatizácie, regulácie pouličného osvetlenia, systémy detekcie porúch podzemných káblov atď. Ak potrebujete akúkoľvek pomoc v súvislosti s týmito projektmi založenými na Arduine pre vývoj kódu, schém obvodov, simulačného softvéru a ďalších technických riešení môžete nás kontaktovať komentárom nižšie.