Match transistorpar hurtigt ved hjælp af dette kredsløb

I mange kritiske kredsløbsapplikationer, som effektforstærkere, invertere osv., Bliver det nødvendigt at bruge matchede transistorpar med identisk hFE-forstærkning. Ikke at gøre dette skaber muligvis uforudsigelige outputresultater, såsom at en transistor bliver varmere end den anden eller asymmetriske outputbetingelser.

Af: David Corbill

For at eliminere dette, matcher transistorpar med deres Vbe og hFE specs bliver et vigtigt aspekt for typiske applikationer.

Kredsløbsidéen, der præsenteres her, kan bruges til at sammenligne to individuelle BJT'er og således finde ud af nøjagtigt, hvilke to der passer perfekt med hensyn til deres forstærkningsspecifikationer.

Selvom dette normalt gøres ved hjælp af digitale multimetre, kan et simpelt kredsløb som de foreslåede transistorer matche tester være meget nemmere på grund af følgende specifikke grunde.

1. Det giver et direkte display, om transistoren eller BJT er nøjagtigt matchet eller ej.
2. Ingen besværlige multimetre og ledninger er involveret, så der er mindst besvær.
3. Multimetre bruger batteristrøm, som i kritiske sammenhænge har tendens til at blive opbrugt, hvilket hæmmer testproceduren.
4. Dette enkle kredsløb kan bruges til at teste og matche transistorer i masseproduktionskæder uden hikke eller problemer.

Kredsløbskoncept

Det diskuterede koncept er et bemærkelsesværdigt værktøj, der med evne vælger transistorpar fra alle mulige muligheder på kort tid.

Et par transistorer 'matches', hvis spændingen ved basen / emitteren og strømforstærkning er identisk.

Omfanget af præcision kan være fra 'vagt det samme' til 'nøjagtigt' og kan finjusteres efter behov. Vi ved, at hvor meget nyttigt det er at have matchende transistorer til applikationer som differentialforstærkere eller termistorer.

At søge efter lignende transistorer er et afskrækkende og beskattende job. Alligevel skal det lejlighedsvis gøres, fordi de parrede transistorer ofte bruges i differentialforstærkere, især når de betjenes som termistorer.

Almindeligvis kontrolleres en hel masse transistorer ved hjælp af et multimeter, og deres værdier registreres, indtil der ikke er noget tilbage at inspicere.

Lysdioderne lyser, hvis der er et svar fra transistorens U_VÆREog H_FE.

Kredsløbet løfter tungt, da du bare skal forbinde transistorpar og overvåge for lysene.

I alt er der tre lysdioder, den første giver dig besked, hvis BJT No.1 er mere effektiv end BJT No.2, den anden LED beskriver det modsatte. Den sidste LED anerkender, at transistorerne faktisk er identiske.

Sådan fungerer kredsløbet

Selvom dette ser lidt kompliceret ud, følger det en relativt direkte regel. Figur 1 viser en grundlæggende type kredsløb for bedre klarhed.

Det Transistorer under test (TUT'er) udsættes for en trekantet bølgeform. Uoverensstemmelser mellem deres kollektorspændinger identificeres af et par komparatorer og angives af lysdioderne. Det er hele konceptet.

Rent praktisk er de to BJT'er, der testes, drevet af identiske kontrolspændinger, som vist i figur 1.

Vi finder dog, at deres modstand mod samler er ret forskellig. R2_tilog R2_ber noget større i modstand sammenlignet med R1, men R2_tilsom en enkelt enhed har en mindre værdi end R1. Dette er hele opsætningen af ​​prøvetagningskredsløbet.

Lad os sige, at de to transistorer, der testes, er nøjagtig de samme med hensyn til U_VÆREog H_FE. Den opadgående bevægelige hældning af indgangsspændingen tænder dem begge samtidigt, og følgelig falder deres kollektorspænding.

Her, hvis ovenstående situation er sat på pause, vil vi bemærke, at den anden transistors kollektorspænding er en smule lavere end den første transistor, fordi hele kollektormodstanden er større.

Fordi R2_tilhar en lavere modstand end R1, potentialet ved krydset af R2_til/R2_bvil være marginalt større i modsætning til samleren af ​​transistor 1.

Så '+' -indgangen fra komparator 1 vil blive positivt ladet i forhold til dens '-' input. Det viser, at udgangen af ​​K1 vil være TIL, og LED D1 ikke lyser.

Samtidig vil “+” - indgangen på K2 blive negativt ladet i forhold til dens “-” og på grund af dette vil output være OFF og LED D3 forbliver også slukket. Når K1's udgang er ON og K2 er OFF, vil D2 blive tændt for at vise, at begge transistorer er nøjagtigt de samme og matches.

Lad os se, om TUT1 har en mindre UBE og / eller en større H_FEend TUT2. Ved den stigende kant af det trekantede signal falder samlerspændingen for TUT1 hurtigere end samlerspændingen for TUT2.

Derefter vil komparator K1 reagere på samme måde, og “+” -indgangen vil blive positivt ladet mod “-” -indgangen, og følgelig vil dens output være høj. Da den lave kollektorspænding i TUT1 er forbundet med “-” indgangen på K2, vil den være mindre end “+” indgangen, der er knyttet til samleren på TUT2.

Som et resultat begynder produktionen af ​​K2 at stige. På grund af de to høje output fra komparatorer lyser D1 ikke.

Da D2 er forbundet som D1 og mellem to høje niveauer, lyser den heller ikke. Begge disse forhold får D3 til at lyse og konkluderer således, at forstærkningen af ​​TUT1 er bedre end TUT2.

I tilfælde af at TUT2-forstærkning identificeres som den bedste af de to transistorer, resulterer dette i, at kollektorspændingen falder hurtigere.

Derfor er spændingerne ved samleren og R2_til/R2_bkrydset bliver mindre sammenlignet med kollektorspændingen i TUT1.

Konklusivt vil et lavt signal fra komparatorernes “+” indgange skifte til lavt i forhold til “-” indgangen, så de to udgange kan være lave.

På grund af dette vil lysdioder, D2 og D3 ikke lyse, men kun D1 vil blive belyst på dette tidspunkt, hvilket signalerer, at TUT2 har en bedre forstærkning end TUT1.

Kredsløbsdiagram

Hele kredsløbsskemaet for BJT-parretesteren er afbildet i figur 2. Komponenterne, der findes i kredsløbet, er en IC, type TL084, der huser fire FET-operationsforstærkere (opamps).

Schmitt-trigger A1 og en integrator er konstrueret omkring A2 for at udvikle en standard trekantet bølgenerator.

Som et resultat tilføres en indgangsspænding til transistorer under evaluering. Opamps A3 og A4 fungerer som komparatorer, og deres respektive output er dem, der regulerer lysdioderne D1, D2 og D3.

Når vi inspiceres yderligere ved foreningen af ​​modstande i de to transistors kollektortappe, forstår vi grunden til at bruge et mindre komplekst kredsløb til at undersøge reglen.

Det ultimative skema ser ud til at være meget komplekst, da en dobbelt dobbelt potte (P1) blev introduceret til standard for det område, hvor transistoregenskaberne antages at være nøjagtigt ens.

Når P1 drejes mod yderste venstre, lyser LED D3, hvilket betyder, at paret TUT'er vil være det samme med mindre end 1% forskel.

Tolerancen kan afvige med ca. 10% for det 'matchede par', når puljen roteres helt med uret.

Den øvre grænse for nøjagtigheden afhænger af værdierne af modstandene R6 og R7, hvilket er et resultat af modvirkning af spændingen af ​​TL084 og sporingspræcisionen for P1a og P1b.

Desuden vil TUT'erne reagere på ændringer i deres temperatur, hvorfor dette skal overholdes.

For eksempel, hvis transistoren blev håndteret af mennesker, før den tilsluttes den til testeren, er resultaterne ikke 100% nøjagtige på grund af temperaturafvigelser. Og så anbefales det at udsætte den endelige aflæsning, indtil transistoren er kølet ned.

Strømforsyning

En afbalanceret strømforsyning er nødvendig for testeren. Da forsyningsspændingens amplitude ikke er relevant, fungerer kredsløbet fint med en ± 9V, ± 7V eller endda ved ± 12V. Et simpelt par 9V batterier kan levere strøm til kredsløbet, fordi strømforbruget er så lidt som 25 mA.

Desuden betjenes denne type kredsløb normalt ikke i meget lange timer. En fordel ved at have et batteridrevet kredsløb er, at konstruktionen er velordnet og nem at arbejde.

Printplade

Figur 3 viser testerkredsløbets printkort. I betragtning af dens lille størrelse og meget få komponenter er kredsløbets konstruktion ret ligetil. Alt, hvad der kræves, er en standard IC, to transistorbeslag til TUT'er, nogle modstande og tre LED-enheder. Det er vigtigt at sikre, at modstandene R6 og R7 er 1% -typerne.