Combineer transistorparen snel met behulp van dit circuit

In veel kritische circuittoepassingen, zoals vermogensversterkers, inverters, enz., Wordt het noodzakelijk om aangepaste transistorparen te gebruiken met identieke hFE-versterking. Als u dit niet doet, ontstaan ​​mogelijk onvoorspelbare outputresultaten, zoals de ene transistor die heter wordt dan de andere, of asymmetrische outputcondities.

Door: David Corbill

Om dit te elimineren, moeten transistorparen met hun Vbe en hFE specificaties worden een belangrijk aspect voor typische toepassingen.

Het circuitidee dat hier wordt gepresenteerd, kan worden gebruikt om twee individuele BJT's te vergelijken en zo precies te ontdekken welke twee perfect op elkaar zijn afgestemd in termen van hun versterkingsspecificaties.

Hoewel dit normaal gesproken wordt gedaan met behulp van digitale multimeters, kan een eenvoudige schakeling zoals de voorgestelde transistors match tester een stuk handiger zijn vanwege de volgende specifieke redenen.

1. Het geeft direct weer of de transistor of de BJT nauwkeurig op elkaar zijn afgestemd of niet.
2. Er zijn geen omslachtige multimeters en draden bij betrokken, dus er is minimaal gedoe.
3. Multimeters gebruiken batterijvermogen dat op kritieke punten de neiging heeft uitgeput te raken, wat de testprocedure bemoeilijkt.
4. Deze eenvoudige schakeling kan worden gebruikt voor het testen en matchen van transistors in massaproductieketens, zonder enige hapering of problemen.

Circuit concept

Het besproken concept is een opmerkelijk hulpmiddel dat in een mum van tijd een transistorpaar uit allerlei mogelijkheden kan kiezen.

Een paar transistors wordt 'aangepast' als de spanning aan de basis / emitter en de stroomversterking identiek zijn.

De mate van precisie kan variëren van 'vaag hetzelfde' tot 'exact' en kan indien nodig worden aangepast. We weten dat het erg handig is om bijpassende transistors te hebben voor toepassingen zoals differentiële versterkers of thermistors.

Het zoeken naar soortgelijke transistors is een verfoeilijke en belastende klus. Toch moet het af en toe worden gedaan omdat de gepaarde transistors vaak worden gebruikt in differentiële versterkers, vooral wanneer ze als thermistors worden gebruikt.

Gewoonlijk worden heel wat transistors gecontroleerd met een multimeter en hun waarden worden geregistreerd totdat er niets meer te inspecteren is.

De LED's gaan branden als er een reactie is van de U van de transistor_WORDENen H_FE​

Het circuit doet het zware werk, want je hoeft alleen de transistorparen aan te sluiten en de lichten te controleren.

In totaal zijn er drie leds waarvan de eerste je laat weten of de BJT No.1 efficiënter is dan de BJT No.2, de tweede led beschrijft het tegenovergestelde. De laatste LED geeft aan dat de transistors inderdaad identiek zijn.

Hoe het circuit werkt

Hoewel dit een beetje ingewikkeld lijkt, volgt het een relatief directe regel. Figuur 1 toont een basistype circuit voor meer duidelijkheid.

De Transistors worden getest (TUT's) worden onderworpen aan een driehoekige golfvorm. De discrepanties tussen hun collectorspanningen worden geïdentificeerd door een paar comparatoren en aangegeven door de LED's. Dat is het hele concept.

In de praktijk worden de twee geteste BJT's gevoed door identieke stuurspanningen, zoals weergegeven in figuur 1.

We vinden echter dat hun collectorweerstand tamelijk ongelijk is. R2_naaren R2_bzijn iets groter in weerstand vergeleken met R1, maar R2_naaraangezien een enkele eenheid een kleinere waarde heeft dan R1. Dit is de hele opzet van het bemonsteringscircuit.

Laten we zeggen dat de twee te testen transistors precies hetzelfde zijn in termen van de U._WORDENen H_FE​Door de opwaarts bewegende helling van de ingangsspanning zullen ze beide gelijktijdig worden ingeschakeld en bijgevolg zullen hun collectorspanningen dalen.

Hier, als de bovenstaande situatie wordt onderbroken, zouden we zien dat de collectorspanning van de tweede transistor een beetje lager is dan die van de eerste transistor, omdat de hele collectorweerstand groter is.

Omdat R2_naarheeft een lagere weerstand dan R1, de potentiaal op de kruising van R2_naar/ R2_bzal iets groter zijn in tegenstelling tot de collector van transistor 1.

Dus de '+' -ingang van comparator 1 wordt positief geladen tegen de '-' -ingang. Dat geeft aan dat de uitgang van K1 AAN is en dat LED D1 niet gaat branden.

Tegelijkertijd wordt de '+' ingang van K2 negatief geladen ten opzichte van zijn '-' en daardoor zal de uitgang UIT zijn en blijft LED D3 ook uitgeschakeld. Als de uitgang van K1 AAN is en K2 UIT, wordt D2 AAN gezet om aan te geven dat beide transistors exact hetzelfde zijn en overeenkomen.

Laten we eens kijken of TUT1 een kleinere UBE en / of een grotere H heeft_FEdan TUT2. Bij de stijgende flank van het driehoekige signaal zal de collectorspanning van TUT1 sneller dalen dan de collectorspanning van TUT2.

Dan reageert comparator K1 op dezelfde manier en wordt de '+' -ingang positief geladen tegen de '-' -ingang, en bijgevolg zal de uitgang hoog zijn. Omdat de lage collectorspanning van TUT1 is gekoppeld aan de '-' ingang van K2, zal deze kleiner zijn dan de '+' ingang die is aangesloten op de collector van TUT2.

Als resultaat begint de output van K2 te stijgen. Vanwege de twee hoge outputs van comparators, brandt D1 niet.

Omdat D2 is gekoppeld zoals D1 en tussen twee hoge niveaus, zal het ook niet branden. Beide condities zorgen ervoor dat D3 oplicht en dus concluderen dat de versterking van TUT1 superieur is aan TUT2.

In het geval dat de TUT2-versterking wordt geïdentificeerd als de beste van de twee transistors, leidt dit ertoe dat de collectorspanning sneller daalt.

Daarom zijn de spanningen bij de collector en de R2_naar/ R2_bjunctie zal kleiner zijn in vergelijking met de collectorspanning van TUT1.

Kortom, een laag signaal van de '+' - ingangen van de comparatoren zal naar laag schakelen ten opzichte van de '-' -ingang, waardoor de twee uitgangen laag kunnen zijn.

Hierdoor zullen LED's, D2 en D3 niet oplichten, maar zal alleen D1 op dit punt verlicht zijn, wat aangeeft dat TUT2 een betere versterking heeft dan TUT1.

Schakelschema

Het hele schakelschema van de BJT-paartester is weergegeven in Figuur 2. De componenten in het circuit zijn een IC, type TL084, waarin vier operationele FET-versterkers (opamps) zijn ondergebracht.

De Schmitt-trigger A1 en een integrator zijn rond A2 gebouwd om een ​​standaard driehoeksgolfgenerator te ontwikkelen.

Als resultaat wordt een ingangsspanning geleverd aan de transistoren die worden geëvalueerd. Opamps A3 en A4 werken als comparatoren en hun respectievelijke outputs zijn degene die de LED's D1, D2 en D3 regelen.

Als we verder kijken naar de vereniging van weerstanden in de collectorpinnen van de twee transistors, begrijpen we de reden om een ​​minder complexe schakeling te gebruiken om de regel te onderzoeken.

Het uiteindelijke schema lijkt erg complex te zijn, aangezien een gecombineerde dubbele pot (P1) werd geïntroduceerd om het bereik te standaardiseren waarin wordt aangenomen dat de transistorkarakteristieken precies hetzelfde zijn.

Wanneer P1 helemaal naar links wordt gedraaid, gaat LED D3 branden, wat betekent dat het paar TUT's hetzelfde zal zijn met minder dan 1% verschil.

De tolerantie kan ongeveer 10% afwijken voor het 'matched pair' wanneer de pot volledig met de klok mee wordt gedraaid.

De bovengrens van de nauwkeurigheid is afhankelijk van de waarden van de weerstanden R6 en R7, wat het resultaat is van het tegengaan van de spanning van TL084 en de volgnauwkeurigheid van P1a en P1b.

Bovendien zullen de TUT's reageren op veranderingen in hun temperatuur, dus dit moet in acht worden genomen.

Als de transistor bijvoorbeeld door mensen is gehanteerd voordat deze op de tester is aangesloten, zijn de resultaten niet 100% nauwkeurig vanwege temperatuurafwijkingen. En dus wordt het aanbevolen om de laatste uitlezing uit te stellen totdat de transistor is afgekoeld.

Stroomvoorziening

Een gebalanceerde voeding is nodig voor de tester. Omdat de amplitude van de voedingsspanning niet relevant is, werkt het circuit prima met een ± 9V, ± 7V of zelfs bij ± 12V. Een eenvoudig paar 9V-batterijen kan het circuit van stroom voorzien omdat de stroomopname slechts 25 mA bedraagt.

Bovendien wordt dit type circuits meestal niet gedurende lange uren gebruikt. Een voordeel van een circuit met batterijvoeding is dat de constructie overzichtelijk en eenvoudig te bewerken is.

Printplaat

Figuur 3 toont de printplaat van het testcircuit. Gezien zijn kleine formaat en zeer weinig componenten, is de constructie van het circuit vrij eenvoudig. Het enige dat nodig is, zijn een standaard IC, twee transistorsteunen voor de TUT's, enkele weerstanden en drie eenheden LED's. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de weerstanden R6 en R7 de 1% -typen zijn.