Der Unterricht wird einfach und effektiv, wenn er zu einem praktischen Bereich wird. Das praktische Zeigen mit praktischen Übungen und konzeptionellen Demonstrationen hilft immer dabei, sich über einen langen Zeitraum an die erlernten Konzepte zu erinnern, als an die Erklärungen der einfachen theoretischen Lektionen. Dies könnte bei Transistorkurven-Tracern passieren, um das Konzept von zu kennen wie der Transistor funktioniert . Dies ist eine einfache, gute und praktische Möglichkeit, die Funktionsweise eines Transistors zu kennen und seine Parameter zu bestimmen.

Die Verwendung von Kurven-Tracern wird heutzutage für Laborzwecke und andere Zwecke der Qualitätsanalyse erweitert. Dieses Konzept der Implementierung eines Kurven-Tracers mithilfe einer Arduino-Platine ermöglicht es den Schülern, den Transistor und besser zu verstehen Arduino-Technologie.

Kurven-Tracer

Ein Curve-Tracer ist ein Testgerät, das das Spannungs-Strom-Verhältnis der Komponente anzeigt. Es gibt mehrere Anwendungsbereiche, in denen diese I-V-Kurven-Tracer eine visuelle Darstellung von Strom- und Spannungswellenformen mit quantitativen Messungen ermöglichen. Kurvenverfolgungsgeräte bestehen aus Hardware-Schaltkreisen zum Testen verschiedener grundlegende elektronische Komponenten wie Transistoren, Dioden und andere Halbleiterbauelemente. Mit diesen Kurven-Tracern können wir die Wellenformen analysieren, um verschiedene Parameter wie Verstärkung, Impedanz, Offset usw. zu finden.

Kurven-Tracer

Die obige Schaltung zeigt, wie ein einfacher Kurven-Tracer für ein zu testendes Gerät (DUT) funktioniert. Ein Abwärtstransformator ist an a angeschlossen Brückengleichrichterschaltung, die Wechselstrom in pulsierende Gleichstromversorgung umwandelt . Das zu testende Gerät ist über einen Vorwiderstand angeschlossen, um den Strom zu begrenzen. Spannungs- und Stromwellen in der Kathodenstrahl-Oszilloskop (CRO) werden durch Variieren der vom variablen Transformator angelegten Eingangsspannung variiert. Auf diese Weise kann man die Kurven mit dem Curve Tracer analysieren und beobachten.

Transistorkurven-Tracer

Der Transistor ist eine stromgesteuerte Vorrichtung, bei der der Spannungsstrom zwischen Kollektor und Emitter durch Variieren des an den Basisanschluss des Transistors angelegten Basisstroms gesteuert wird. Ein Transistorkurven-Tracer ist ein Instrument, das die Parameter des Transistors wie Stromverstärkung, Impedanz und Durchbruchspannungen misst. Es erzeugt und zeigt einen Satz von Kurven des Kollektorstrom-IC gegenüber der Kollektor-Emitter-Spannung VCE für verschiedene Werte des Basisstroms an. Aus diesen Kurven kann die Transistorstromverstärkung bestimmt werden.

Drei Hauptfunktionsschaltungen, die in diesem Tracer verwendet werden, umfassen einen Wobbelspannungsgenerator zum Steuern der Kollektorspannung, einen Basisstrom-Schrittgenerator zum Steuern des Basisstroms mit der gleichen Anzahl von Inkrementen des Spannungssickergenerators und eine Zeitschaltung zum Ändern des Basisstroms für jeder Start des Spannungsdurchlaufs.

Transistorkurven-Tracer

Der Wobbelspannungsgenerator legt Vs mit einer Zeitperiode wiederholt an den Transistor an. Diese Wobbelspannung kann im Oszilloskop beobachtet werden. Und auch die Basisstromquelle erhöht den Basisstrom IB in gleichen inkrementellen Schritten für jeden aufeinanderfolgenden Spannungsdurchlauf, wobei die Schritte mit dem Beginn jedes Kollektorspannungsdurchlaufs synchronisiert sind. Der Basisstrom wiederholt diese Schrittfolge und wird für die letzte inkrementierte Periode stabil. Für jeden Schaltkreis sind Wahlschalter vorgesehen, um die Eingangsbedingungen zu variieren.

Die Transistorstromverstärkung wird bestimmt durch:

b = DIc / DIB

Wobei die Einstellung des Schrittwahlschalters als DIB dargestellt wird.

Daher können wir aus der obigen Wellenform im Oszilloskop die Stromverstärkung des Transistors bestimmen. Somit ermöglicht der Transistorkurven-Tracer das Auffinden verschiedener Parameter des Transistors und liefert auch die Analyse seiner Wellenformen für verschiedene Eingangsvariationsbedingungen.

Arduino-Projekt zum Transistor Curve Tracer

Arduino-basierte Transistor-Kurven-Tracer-Schaltung

Diese Schaltung wird unter Verwendung eines Potentiometers implementiert, das an eine Transistorbasis angeschlossen ist, um den Basisstrom zu variieren. Die Arduino Uno-Karte wird als Hauptdatenerfassungscontroller verwendet, der die analogen Parameter der Basis-, Kollektor- und Quellenspannungen erfasst. Ein Transistor mit zwei Widerständen und einem Potentiometer wird unter Verwendung von unter die zu testende Schaltung gestellt Arduino-Entwicklungsboard .

Durch Variieren des Potentiometers wird der Basisstrom variiert und die Basisspannungs-, Kollektor- und Emitterspannungswerte werden vom Arduino mit einem internen gelesen Analog-Digital-Wandler . Der Arduino-Programmcode ist so programmiert, dass die erfassten Signale des ADC weiterverarbeitet und die Ergebnisse berechnet werden. Die von dieser Steuerung verarbeiteten digitalisierten Werte finden die folgenden Parameter.

Ib wird bestimmt durch (Vs - Vb) / Rb
Und Ic durch (5V - Vc) / Rc

BiCMOS-Transistor-Kurven-Tracer auf Arduino-Basis

Diese Werte der Basis- und Kollektorströme müssen aufgezeichnet werden, um die Eigenschaften des Transistors zu bestimmen. Um diese Werte zu zeichnen, wird eine serielle USB-Verbindung zwischen dem Arduino-Controller und dem Host-Computer angeschlossen. Der Host-Computer besteht aus einer speziellen Art von Anwendung zum Verarbeiten und Plotten der Diagramme. Software oder Programme wie SciLab und Octave können die Werte vom lesen und zeichnen serielles Kabel.

Der Fortschritt zum obigen Arduino-Projekt besteht darin, das Arduino anzuschließen, um die Graphen des BiCMOS-Transistors zu zeichnen. Diese Kurven werden durch doppelte Rail-to-Rail-E / A erhalten Operationsverstärker , Widerstände und Kondensatoren und lötfreie Brotplatten.

Die Massenspannung wird mithilfe eines Wahlschalters ausgewählt, um die PNP / NPN-Polarität zu ändern. Dieses Projekt ist dasselbe wie das obige Projekt, aber der Code unterscheidet sich etwas vom ersten. Nach dem Kompilieren und Hochladen des Codes in die Hardware-Entwicklungsplatine sind Spannungen vom Transistor mit unterschiedlichen Werten der Basisströme erforderlich, die auch durch den Programmcode geändert werden können.

Diese Arduino-Karte verarbeitet diese Werte und sendet sie an den Computer, um die Werte über a zu verarbeiten und zu zeichnen serielles Kommunikationskabel . Ähnlich wie im obigen Projekt ermöglicht die Anwendungssoftware das Verarbeiten und Zeichnen der erfassten Daten zum Auffinden von Parametern bestimmter Transistoren wie PMOS-, NMOS-, NPN- und PNP-Transistoren.

Dies ist ein einfaches Arduino-Projekt mit einigen externen Schaltungen zum Erhalten der Transistorkurven. Einige der Anwendungen von Arduino-basierten Projekten sind Hausautomationssysteme, Straßenlaternensteuerungen, unterirdische Kabelfehlererkennungssysteme usw. Wenn Sie Hilfe zu diesen Arduino-basierten Projekten zur Entwicklung von Code, Schaltplänen, Simulationssoftware und anderen technischen Dingen benötigen Anleitung können Sie uns erreichen, indem Sie unten einen Kommentar abgeben.