Szybko dopasuj pary tranzystorów za pomocą tego obwodu

W wielu krytycznych zastosowaniach obwodów, takich jak wzmacniacze mocy, falowniki itp., Konieczne staje się użycie dopasowanych par tranzystorów o identycznym wzmocnieniu hFE. Niezrobienie tego prawdopodobnie spowoduje nieprzewidywalne wyniki wyjściowe, takie jak nagrzewanie się jednego tranzystora od drugiego lub asymetryczne warunki wyjściowe.

Autor: David Corbill

Aby to wyeliminować, dopasowując pary tranzystorów do ich Vbe i hFE specyfikacje stają się ważnym aspektem dla typowych aplikacji.

Przedstawiony tutaj pomysł obwodu może być użyty do porównania dwóch oddzielnych BJT, a tym samym dowiedzieć się dokładnie, które z nich są idealnie dopasowane pod względem specyfikacji wzmocnienia.

Chociaż zwykle odbywa się to za pomocą multimetrów cyfrowych, prosty obwód, taki jak proponowany tester dopasowania tranzystorów, może być znacznie wygodniejszy z następujących powodów.

1. Zapewnia bezpośrednie wskazanie, czy tranzystor lub BJT są dokładnie dopasowane, czy nie.
2. Brak uciążliwych multimetrów i przewodów, więc jest to minimum kłopotów.
3. Multimetry wykorzystują moc baterii, która w krytycznych punktach ma tendencję do wyczerpywania się, utrudniając procedurę testowania.
4. Ten prosty obwód może być używany do testowania i dopasowywania tranzystorów w łańcuchach masowej produkcji, bez żadnych problemów i problemów.

Koncepcja obwodu

Omawiana koncepcja jest niezwykłym narzędziem, które w mgnieniu oka z powodzeniem wybiera parę tranzystorów z wszelkiego rodzaju możliwości.

Para tranzystorów zostanie „dopasowana”, jeśli napięcie na bazie / emiterze i wzmocnienie prądu są identyczne.

Zakres precyzji może wahać się od „mniej więcej taki sam” do „dokładny” i można go dostosować w razie potrzeby. Wiemy, jak bardzo przydatne jest posiadanie pasujących tranzystorów do zastosowań takich jak wzmacniacze różnicowe lub termistory.

Poszukiwanie podobnych tranzystorów to odrażająca i obciążająca praca. Mimo to trzeba to czasami robić, ponieważ sparowane tranzystory są często wykorzystywane we wzmacniaczach różnicowych, zwłaszcza gdy działają jako termistory.

Zwykle cała masa tranzystorów jest sprawdzana za pomocą multimetru, a ich wartości są rejestrowane, dopóki nie pozostanie nic do sprawdzenia.

Diody LED zaświecą się, jeśli pojawi się odpowiedź ze strony U tranzystora_BYĆi H_FE.

Obwód wykonuje ciężkie prace, ponieważ wystarczy podłączyć pary tranzystorów i monitorować światła.

W sumie są trzy diody LED, pierwsza informuje, czy BJT nr 1 jest bardziej wydajna niż BJT nr 2, druga dioda LED opisuje odwrotnie. Ostatnia dioda LED potwierdza, że ​​tranzystory są rzeczywiście identyczne.

Jak działa obwód

Chociaż wygląda to na nieco skomplikowane, podlega względnie bezpośredniej zasadzie. Rysunek 1 przedstawia podstawowy typ obwodu dla lepszej przejrzystości.

Plik Testowane tranzystory (TUT) są poddawane trójkątnemu kształtowi fali. Rozbieżności między ich napięciami kolektorów są identyfikowane przez parę komparatorów i wskazywane przez diody LED. To jest cała koncepcja.

W praktyce dwa testowane BJT są zasilane identycznymi napięciami sterującymi, jak pokazano na rysunku 1.

Jednak okazuje się, że ich oporność kolektora jest dość odmienna. R2_doi R2_bmają nieco większy opór w porównaniu do R1, ale R2_doponieważ pojedyncza jednostka ma mniejszą wartość niż R1. To jest cała konfiguracja obwodu próbkowania.

Powiedzmy, że dwa testowane tranzystory są dokładnie takie same, jeśli chodzi o U_BYĆi H_FE. Poruszające się w górę zbocze napięcia wejściowego spowoduje jednoczesne włączenie obu z nich, aw konsekwencji spadek ich napięcia na kolektorach.

Tutaj, gdyby powyższa sytuacja została wstrzymana, moglibyśmy zauważyć, że napięcie kolektora drugiego tranzystora jest odrobinę niższe niż pierwszego tranzystora, ponieważ całkowita rezystancja kolektora jest większa.

Ponieważ R2_doma niższą rezystancję niż R1, potencjał na styku R2_do/ R2_bbędzie nieznacznie większy w porównaniu do kolektora tranzystora 1.

Zatem wejście „+” komparatora 1 będzie dodatnio obciążone jego wejściem „-”. Oznacza to, że wyjście K1 będzie włączone, a dioda LED D1 nie zapali się.

Jednocześnie wejście „+” K2 będzie naładowane ujemnie w stosunku do jego „-”, dzięki czemu wyjście będzie wyłączone, a dioda D3 również pozostanie zgaszona. Gdy wyjście K1 jest włączone, a K2 wyłączone, D2 zostanie włączony, aby pokazać, że oba tranzystory są dokładnie takie same i są dopasowane.

Zobaczmy, czy TUT1 ma mniejsze UBE i / lub większe H._FEniż TUT2. Przy narastającym zboczu sygnału trójkątnego napięcie kolektora TUT1 będzie spadać szybciej niż napięcie kolektora TUT2.

Wtedy komparator K1 zareaguje w ten sam sposób i wejście „+” zostanie dodatnio obciążone względem wejścia „-”, aw konsekwencji jego wyjście będzie wysokie. Ponieważ niskie napięcie kolektora TUT1 jest połączone z wejściem „-” K2, będzie mniejsze niż wejście „+”, które jest podłączone do kolektora TUT2.

W rezultacie moc wyjściowa K2 zaczyna rosnąć. Z powodu dwóch wysokich wyjść komparatorów, D1 nie świeci.

Ponieważ D2 jest połączone jak D1 i pomiędzy dwoma wysokimi poziomami, nie będzie też świecić. Oba te warunki powodują zaświecenie się D3 i tym samym wniosek, że wzmocnienie TUT1 jest lepsze niż TUT2.

W przypadku zidentyfikowania wzmocnienia TUT2 jako lepszego z dwóch tranzystorów, powoduje to szybszy spadek napięcia kolektora.

Dlatego napięcia na kolektorze i R2_do/ R2_bzłącze będzie mniejsze w porównaniu do napięcia kolektora TUT1.

Podsumowując, niski sygnał na wejściach „+” komparatorów przełączy się na niski w stosunku do wejścia „-”, umożliwiając niski poziom dwóch wyjść.

Dzięki temu diody D2 i D3 nie zaświecą się, ale w tym miejscu zaświeci się tylko D1, co sygnalizuje, że TUT2 ma lepsze wzmocnienie niż TUT1.

Schemat obwodu

Cały schemat obwodu testera pary BJT przedstawiono na rysunku 2. Elementy znajdujące się w obwodzie to układ scalony typu TL084, w którym znajdują się cztery wzmacniacze operacyjne FET (wzmacniacze operacyjne).

Wyzwalacz Schmitta A1 i integrator są zbudowane wokół A2 w celu opracowania standardowego generatora fal trójkątnych.

W rezultacie do ocenianych tranzystorów podawane jest napięcie wejściowe. Opampy A3 i A4 działają jako komparatory, a ich odpowiednie wyjścia to te, które regulują diody LED D1, D2 i D3.

Kiedy przyjrzymy się dokładniej połączeniu rezystorów w pinach kolektora dwóch tranzystorów, zrozumiemy powód, dla którego należy użyć mniej złożonego obwodu do zbadania reguły.

Ostateczny schemat wydaje się być bardzo złożony, ponieważ wprowadzono podwójny potencjometr (P1) ze sprzęgłem, aby ustawić domyślny zakres, w którym uważa się, że charakterystyka tranzystora jest dokładnie podobna.

Kiedy P1 jest obrócony w skrajną lewą stronę, dioda D3 zaświeci się, co oznacza, że ​​para TUT będzie taka sama z mniejszą niż 1% różnicą.

Tolerancja może różnić się o około 10% dla „dopasowanej pary”, gdy garnek jest całkowicie obrócony w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Górna granica dokładności zależna jest od wartości rezystorów R6 i R7, co jest wynikiem przeciwdziałania napięciu TL084 oraz precyzji śledzenia P1a i P1b.

Ponadto TUT będą reagować na zmiany temperatury, dlatego należy to obserwować.

Na przykład, jeśli tranzystor był obsługiwany przez ludzi przed podłączeniem go do testera, wyniki nie są w 100% dokładne z powodu odchyleń temperatury. Dlatego zaleca się opóźnienie odczytu końcowego, aż tranzystor ostygnie.

Zasilacz

Do testera niezbędne jest zbalansowane zasilanie. Ponieważ amplituda napięcia zasilającego jest nieistotna, obwód działa dobrze przy ± 9 V, ± 7 V lub nawet przy ± 12 V. Prosta para baterii 9 V może zasilać obwód, ponieważ pobór prądu wynosi zaledwie 25 mA.

Co więcej, tego typu obwody zwykle nie działają przez bardzo długie godziny. Jedną z zalet posiadania obwodu zasilanego bateryjnie jest to, że konstrukcja jest uporządkowana i prosta w obsłudze.

Płytka drukowana

Rysunek 3 przedstawia płytkę drukowaną obwodu testera. Biorąc pod uwagę jego mały rozmiar i bardzo niewiele komponentów, konstrukcja obwodu jest dość prosta. Wszystko, czego potrzeba, to standardowy układ scalony, dwa mocowania tranzystora na TUT, trochę rezystorów i trzy jednostki diod LED. Ważne jest, aby rezystory R6 i R7 były typu 1%.