Potriviți perechile de tranzistori folosind rapid acest circuit

În multe aplicații de circuite critice, cum ar fi amplificatoarele de putere, invertoarele, etc. devine necesar să se utilizeze perechi de tranzistoare potrivite cu câștig identic hFE. Dacă nu faceți acest lucru, se creează rezultate de ieșire imprevizibile, cum ar fi un tranzistor care devine mai fierbinte decât celălalt sau condiții de ieșire asimetrice.

De: David Corbill

Pentru a elimina acest lucru, potrivirea perechilor de tranzistori cu a lor Vbe și hFE specificațiile devin un aspect important pentru aplicațiile tipice.

Ideea de circuit prezentată aici poate fi utilizată pentru compararea a două BJT individuale și, astfel, pentru a afla exact care două sunt perfect potrivite în ceea ce privește specificațiile lor de câștig.

Deși acest lucru se face în mod normal cu ajutorul multimetrelor digitale, un circuit simplu, cum ar fi testerul de potrivire a tranzistoarelor, poate fi mult mai ușor, datorită următoarelor motive specifice.

1. Oferă un afișaj direct, indiferent dacă tranzistorul sau BJT sunt potrivite cu exactitate sau nu.
2. Nu sunt implicați mulți metri și fire greoaie, deci există o greutate minimă.
3. Multimetrele folosesc bateria, care în joncțiunile critice tind să se epuizeze, împiedicând procedura de testare.
4. Acest circuit simplu poate fi utilizat pentru testarea și potrivirea tranzistoarelor în lanțurile de producție în masă, fără sughițuri sau probleme.

Conceptul de circuit

Conceptul discutat este un instrument remarcabil care alege capabil perechea de tranzistori din tot felul de posibilități într-o perioadă de timp.

O pereche de tranzistoare va fi „potrivită” dacă tensiunea la bază / emițător și amplificarea curentului sunt identice.

Mărimea preciziei poate fi de la „vag aceeași” la „exactă” și poate fi modificată după cum este necesar. Știm că cât de util este să ai tranzistoare potrivite pentru aplicații precum amplificatoare diferențiale sau termistori.

Căutarea tranzistoarelor similare este o muncă detestătoare și impozantă. Totuși, trebuie făcut ocazional, deoarece tranzistoarele asociate sunt frecvent utilizate în amplificatoare diferențiale, mai ales atunci când sunt acționate ca termistori.

În mod obișnuit, o mulțime de tranzistoare sunt verificate folosind un multimetru și valorile lor sunt înregistrate până când nu mai rămâne nimic de inspectat.

LED-urile se vor aprinde dacă există un răspuns din U-ul tranzistorului_FIsi H_FE.

Circuitul face greutate, deoarece trebuie doar să conectați perechile de tranzistori și să monitorizați luminile.

În total, există trei LED-uri, primul vă anunță dacă BJT nr.1 este mai eficient decât BJT nr.2, al doilea LED descrie opusul. Ultimul LED recunoaște că tranzistoarele sunt într-adevăr un meci identic.

Cum funcționează circuitul

Deși pare puțin complicat, urmează o regulă relativ directă. Figura 1 descrie un tip de bază de circuit pentru o mai bună claritate.

Tranzistori sub test (TUTs) sunt supuse unei forme de undă triunghiulare. Discrepanțele dintre tensiunile colectorului lor sunt identificate de o pereche de comparatoare și indicate de LED-uri. Acesta este întregul concept.

În termeni practici, cele două BJT supuse testului sunt alimentate de tensiuni de control identice, așa cum se arată în Figura 1.

Cu toate acestea, constatăm că rezistența lor la colector este destul de diferită. R2_lași R2_bsunt oarecum mai mari ca rezistență în comparație cu R1, dar R2_laîntrucât o singură unitate are o valoare mai mică decât R1. Aceasta este întreaga configurare a circuitului de eșantionare.

Să presupunem că cele două tranzistoare supuse testului sunt exact aceleași în ceea ce privește U_FIsi H_FE. Panta în mișcare ascendentă a tensiunii de intrare le va activa pe amândouă simultan și, în consecință, tensiunile colectorului lor vor cădea.

Aici, dacă situația de mai sus este întreruptă, am observa că tensiunea colectorului celui de-al doilea tranzistor este cu puțin mai mică decât primul tranzistor, deoarece întreaga rezistență a colectorului este mai mare.

Deoarece R2_laare o rezistență mai mică decât R1, potențialul la joncțiunea R2_la/ R2_bva fi marginal mai mare spre deosebire de colectorul tranzistorului 1.

Deci, intrarea „+” a comparatorului 1 va fi încărcată pozitiv împotriva intrării sale „-”. Acest lucru arată că ieșirea K1 va fi aprinsă și LED-ul D1 nu se va aprinde.

În același timp, intrarea „+” a lui K2 va fi încărcată negativ față de „-” și, din acest motiv, ieșirea va fi OFF și LED-ul D3 va rămâne, de asemenea, oprit. Când ieșirea K1 este PORNITĂ și K2 este OPRITĂ, D2 va fi pornit pentru a arăta că ambele tranzistoare sunt exact aceleași și sunt potrivite.

Să vedem dacă TUT1 are un UBE mai mic și / sau un H mai mare_FEdecât TUT2. La marginea ascendentă a semnalului triunghiular, tensiunea colectorului TUT1 va scădea mai repede decât tensiunea colectorului TUT2.

Apoi, comparatorul K1 va răspunde la fel și intrarea „+” va fi încărcată pozitiv împotriva intrării „-” și, în consecință, ieșirea sa va fi mare. Deoarece tensiunea scăzută a colectorului TUT1 este legată de intrarea „-” a lui K2, aceasta va fi mai mică decât intrarea „+” care este atașată colectorului TUT2.

Ca rezultat, ieșirea K2 începe să crească. Datorită celor două ieșiri mari ale comparatoarelor, D1 nu se aprinde.

Deoarece D2 este legat ca D1 și între două niveluri ridicate, nici el nu va fi aprins. Ambele condiții determină iluminarea D3 și, prin urmare, concluzionează că câștigul TUT1 este superior TUT2.

În cazul în care câștigul TUT2 este identificat ca fiind cel mai bun dintre cele două tranzistoare, acest lucru duce la scăderea mai rapidă a tensiunii colectorului.

Prin urmare, tensiunile la colector și la R2_la/ R2_bjoncțiunea va fi mai mică în comparație cu tensiunea colectorului TUT1.

În concluzie, un semnal scăzut al intrărilor „+” ale comparatoarelor va trece la scăzut în raport cu intrarea „-” permițând celor două ieșiri să fie scăzute.

Datorită acestui fapt, LED-urile, D2 și D3 nu se vor aprinde, dar doar D1 va fi iluminat în acest moment, ceea ce semnalează că TUT2 are un câștig mai bun decât TUT1.

Diagrama circuitului

Întreaga schemă a circuitului testerului de perechi BJT este prezentată în Figura 2. Componentele găsite în circuit sunt un IC, tip TL084 care găzduiește patru amplificatoare operaționale FET (opamps).

Declanșatorul Schmitt A1 și un integrator sunt construite în jurul lui A2 pentru a dezvolta un generator de undă triunghiular standard.

Ca rezultat, o tensiune de intrare este furnizată tranzistoarelor în curs de evaluare. Opamps A3 și A4 funcționează ca comparatoare, iar ieșirile respective sunt cele care reglează LED-urile D1, D2 și D3.

Când sunt inspectate în continuare la uniunea rezistențelor în pinii colectorului celor două tranzistoare, înțelegem motivul pentru care se folosește un circuit mai puțin complex pentru a investiga regula.

Schema finală pare a fi foarte complexă, întrucât a fost introdus un pot dual ganged (P1) pentru a seta gama implicită în care caracteristicile tranzistorului sunt considerate a fi exact similare.

Când P1 este rotit la extremă stânga, LED-ul D3 se va aprinde ceea ce înseamnă că perechea de TUT-uri va fi aceeași cu diferență de mai puțin de 1%.

Toleranța se poate abate cu aproximativ 10% pentru „perechea potrivită” atunci când potul este complet rotit în sensul acelor de ceasornic.

Limita superioară a preciziei depinde de valorile rezistențelor R6 și R7, care este rezultatul contracarării tensiunii TL084 și preciziei de urmărire a P1a și P1b.

Mai mult, TUT-urile vor răspunde la modificări ale temperaturii lor, prin urmare acest lucru trebuie respectat.

De exemplu, dacă tranzistorul a fost manipulat de oameni înainte de al conecta la tester, rezultatele nu sunt 100% precise din cauza abaterilor de temperatură. Astfel, se recomandă întârzierea citirii finale până când tranzistorul s-a răcit.

Alimentare electrică

Pentru tester este necesară o sursă de alimentare echilibrată. Deoarece amplitudinea tensiunii de alimentare este irelevantă, circuitul funcționează bine cu ± 9V, ± 7V sau chiar la ± 12V. O pereche simplă de baterii de 9V poate alimenta circuitul, deoarece consumul de curent este de până la 25 mA.

În plus, acest tip de circuite nu este de obicei operat timp de ore foarte lungi. Un avantaj al unui circuit alimentat cu baterii este că construcția este bine ordonată și ușor de lucrat.

Placă de circuit imprimat

Figura 3 afișează placa de circuit imprimat a circuitului de testare. Având în vedere dimensiunile sale reduse și foarte puține componente, construcția circuitului este destul de simplă. Tot ce este necesar este un IC standard, două suporturi de tranzistor pentru TUT-uri, unele rezistențe și trei unități de LED-uri. Este important să vă asigurați că rezistențele R6 și R7 sunt tipurile de 1%.