Abbina rapidamente le coppie di transistor utilizzando questo circuito

In molte applicazioni di circuiti critici, come amplificatori di potenza, inverter, ecc. Diventa necessario utilizzare coppie di transistor abbinate aventi un guadagno hFE identico. Non farlo potrebbe creare risultati di uscita imprevedibili, come un transistor che diventa più caldo dell'altro o condizioni di uscita asimmetriche.

Di: David Corbill

Per eliminare ciò, abbinare le coppie di transistor con i loro Vbe e hFE le specifiche diventano un aspetto importante per le applicazioni tipiche.

L'idea del circuito qui presentata può essere utilizzata per confrontare due BJT individuali, e quindi scoprire esattamente quali due sono perfettamente abbinati in termini di specifiche di guadagno.

Sebbene ciò sia normalmente fatto utilizzando multimetri digitali, un circuito semplice come il tester di corrispondenza dei transistor proposto può essere molto più pratico, a causa dei seguenti motivi specifici.

1. Fornisce una visualizzazione diretta se il transistor o il BJT sono accuratamente abbinati o meno.
2. Non sono coinvolti multimetri e cavi ingombranti, quindi il problema è minimo.
3. I multimetri utilizzano la batteria che nei punti critici tende ad esaurirsi, ostacolando la procedura di prova.
4. Questo semplice circuito può essere utilizzato per testare e abbinare i transistor nelle catene di produzione di massa, senza intoppi o problemi.

Concetto di circuito

Il concetto discusso è uno strumento straordinario che sceglie abilmente la coppia di transistor da tutti i tipi di possibilità in un attimo.

Una coppia di transistor sarà 'abbinata' se la tensione alla base / emettitore e l'amplificazione della corrente sono identiche.

Il grado di precisione può variare da 'vagamente uguale' a 'esatto' e può essere modificato secondo necessità. Sappiamo quanto sia molto utile avere transistor corrispondenti per applicazioni come amplificatori differenziali o termistori.

La ricerca di transistor simili è un lavoro detestante e faticoso. Tuttavia, deve essere fatto occasionalmente perché i transistor accoppiati sono spesso utilizzati negli amplificatori differenziali, specialmente quando vengono azionati come termistori.

Comunemente, un sacco di transistor vengono controllati utilizzando un multimetro e i loro valori vengono registrati fino a quando non rimane più nulla da ispezionare.

I LED si accenderanno se c'è una risposta dall'U del transistor_ESSEREe H._FE.

Il circuito fa il lavoro pesante in quanto è sufficiente collegare le coppie di transistor e monitorare le luci.

In totale, ci sono tre LED, il primo ti consente di sapere se il BJT n. 1 è più efficiente del BJT n. 2, il secondo LED descrive il contrario. L'ultimo LED riconosce che i transistor sono effettivamente una corrispondenza identica.

Come funziona il circuito

Anche se sembra un po 'complicato, segue una regola relativamente diretta. La figura 1 illustra un tipo di circuito di base per una migliore chiarezza.

Il Transistor in prova (TUT) sono soggetti a una forma d'onda triangolare. Le discrepanze tra le loro tensioni di collettore sono identificate da una coppia di comparatori e segnalate dai LED. Questo è l'intero concetto.

In termini pratici, i due BJT in prova sono alimentati da tensioni di controllo identiche, come mostrato nella Figura 1.

Tuttavia, troviamo che la loro resistenza ai collezionisti è abbastanza dissimile. R2_pere R2_bhanno una resistenza leggermente maggiore rispetto a R1, ma R2_percome una singola unità ha un valore inferiore a R1. Questa è l'intera configurazione del circuito di campionamento.

Supponiamo che i due transistor in prova siano esattamente gli stessi in termini di U_ESSEREe H._FE. La pendenza ascendente della tensione di ingresso li attiverà entrambi contemporaneamente e di conseguenza le loro tensioni di collettore diminuiranno.

Qui, se la situazione di cui sopra è in pausa, osserveremmo che la tensione del collettore del secondo transistor è leggermente inferiore a quella del primo transistor perché l'intera resistenza del collettore è maggiore.

Perché R2_perha una resistenza inferiore a R1, il potenziale alla giunzione di R2_per/ R2_bsarà leggermente più grande rispetto al collettore del transistor 1.

Quindi, l'ingresso '+' del comparatore 1 verrà caricato positivamente rispetto al suo ingresso '-'. Ciò mostra che l'uscita di K1 sarà ON e il LED D1 non si illuminerà.

Allo stesso tempo, l'ingresso “+” di K2 verrà caricato negativamente contro il suo “-” e per questo l'uscita sarà spenta e anche il LED D3 rimarrà spento. Quando l'uscita di K1 è ON e K2 è OFF, D2 verrà acceso per mostrare che entrambi i transistor sono esattamente uguali e sono abbinati.

Vediamo se TUT1 ha un UBE più piccolo e / o un H più grande_FErispetto a TUT2. Al fronte di salita del segnale triangolare, la tensione di collettore di TUT1 scenderà più rapidamente della tensione di collettore di TUT2.

Quindi, il comparatore K1 risponderà allo stesso modo e l'ingresso '+' sarà caricato positivamente contro l'ingresso '-' e, di conseguenza, la sua uscita sarà alta. Poiché la bassa tensione del collettore di TUT1 è collegata all'ingresso '-' di K2, sarà inferiore all'ingresso '+' collegato al collettore di TUT2.

Di conseguenza, l'uscita di K2 inizia a salire. A causa delle due alte uscite dei comparatori, D1 non si illumina.

Poiché D2 è collegato come D1 e tra due livelli alti, non sarà nemmeno acceso. Entrambe queste condizioni fanno illuminare D3 e quindi concludono che il guadagno di TUT1 è superiore a TUT2.

Nel caso in cui il guadagno TUT2 venga identificato come il migliore dei due transistor, la tensione del collettore si abbassa più rapidamente.

Pertanto, le tensioni al collettore e R2_per/ R2_bla giunzione sarà più piccola rispetto alla tensione del collettore di TUT1.

In conclusione, un segnale basso degli ingressi '+' dei comparatori passerà a un segnale basso rispetto all'ingresso '-' consentendo alle due uscite di essere basse.

Per questo motivo, i LED, D2 e ​​D3 non si accenderanno, ma solo D1 sarà illuminato a questo punto, il che segnala che TUT2 ha un guadagno migliore di TUT1.

Schema elettrico

L'intero schema del circuito del tester di coppia BJT è illustrato nella Figura 2. I componenti trovati nel circuito sono un IC, tipo TL084 che ospita quattro amplificatori operazionali FET (opamp).

Il trigger di Schmitt A1 e un integratore sono costruiti attorno ad A2 per sviluppare un generatore di onde triangolari standard.

Di conseguenza, viene fornita una tensione di ingresso ai transistor in esame. Gli opamp A3 e A4 funzionano come comparatori e le rispettive uscite sono quelle che regolano i LED D1, D2 e ​​D3.

Quando si ispeziona ulteriormente l'unione delle resistenze nei pin del collettore dei due transistor, si capisce il motivo per utilizzare un circuito meno complesso per indagare sulla regola.

Lo schema definitivo sembra essere molto complesso, poiché è stato introdotto un doppio potenziometro (P1) per impostazione predefinita l'intervallo in cui si ritiene che le caratteristiche del transistor siano esattamente simili.

Quando P1 è ruotato all'estrema sinistra, il LED D3 si illuminerà, il che significa che la coppia di TUT sarà la stessa con meno dell'1% di differenza.

La tolleranza può variare di circa il 10% per la “coppia abbinata” quando il vaso è completamente ruotato in senso orario.

Il limite superiore dell'accuratezza dipende dai valori dei resistori R6 e R7, che è il risultato di contrastare la tensione di TL084 e la precisione di tracciamento di P1a e P1b.

Inoltre, i TUT rispondono alle alterazioni della loro temperatura, quindi questo deve essere osservato.

Ad esempio, se il transistor è stato maneggiato da persone prima di collegarlo al tester, i risultati non sono accurati al 100% a causa delle deviazioni di temperatura. Pertanto, si consiglia di ritardare la lettura finale fino a quando il transistor non si è raffreddato.

Alimentazione elettrica

Per il tester è necessaria un'alimentazione bilanciata. Poiché l'ampiezza della tensione di alimentazione è irrilevante, il circuito funziona bene con ± 9V, ± 7V o anche con ± 12V. Un semplice paio di batterie da 9 V può fornire alimentazione al circuito perché l'assorbimento di corrente è di appena 25 mA.

Inoltre, questo tipo di circuiti normalmente non viene utilizzato per ore molto lunghe. Un vantaggio di avere un circuito alimentato a batteria è che la costruzione è ben ordinata e semplice da lavorare.

Scheda a circuito stampato

La Figura 3 mostra il circuito stampato del circuito del tester. Date le sue piccole dimensioni e pochissimi componenti, la costruzione del circuito è piuttosto semplice. Tutto ciò che è richiesto è un IC standard, due supporti per transistor per i TUT, alcune resistenze e tre unità di LED. È importante assicurarsi che i resistori R6 e R7 siano del tipo 1%.