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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Un dispositif pour déterminer les bornes, la structure et le coefficient de transfert de courant des transistors. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Le dispositif proposé est conçu pour déterminer l'emplacement des bornes de collecteur, de base et d'émetteur sur les boîtiers de transistors bipolaires de faible, moyenne et haute puissance, déterminer la structure (npn ou pnp), ainsi que mesurer le coefficient de transfert de courant dans un circuit avec un émetteur commun (p21E). Pour les transistors à effet de champ à grille isolée avec canal intégré et induit, les emplacements des broches (drain, source, grille) et le type de conductance du canal (n ou p) sont déterminés. De plus, l'appareil peut être utilisé comme voltmètre CC. Toutes les informations sont affichées sur deux indicateurs LCD. Principales caractéristiques techniques: En mode déterminant pour les transistors bipolaires, le courant de base lors de la mesure de P21E
Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 1. L'indication des sorties des transistors bipolaires - collecteur, base, émetteur - et du champ - drain, grille, source - est effectuée sur l'indicateur LCD HG2 avec les symboles "C", "b", "E", respectivement, et l'état d'incertitude - avec les symboles "b", "b", "b". La structure des transistors bipolaires (npn ou pnp) et le type de conductivité de canal (n ou p) du transistor à effet de champ sont indiqués sur le même indicateur par les symboles "p" ou "P", respectivement. Affectation des interrupteurs et des boutons. Dans le "Comp." l'interrupteur SA1 teste les transistors composites, dans le "Normal". - classique, pour les transistors à effet de champ, la position de l'interrupteur peut être quelconque. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1 "Power". des transistors de puissance moyenne et élevée sont testés, ainsi que des transistors de champ à canal intégré. Dans la position "p21e" du commutateur SA2, ce paramètre des transistors bipolaires est mesuré, et dans la position "U", l'appareil fonctionne comme un voltmètre avec une limite de mesure de tension continue de 19,99 V. Dans ce dernier cas, lorsque vous appuyez sur le SB2 "Bat". l'indicateur HG1 indique la valeur de la tension d'alimentation (batterie). L'appareil se compose de deux unités principales - un voltmètre et un déterminant des sorties transistor. Le voltmètre est monté sur l'ADC DD10 avec une sortie d'informations vers l'indicateur LCD HG1. Le même indicateur affiche la valeur de p21E du transistor bipolaire. La tension d'alimentation de -4,5 V ADC DD10 reçoit d'un convertisseur de tension monté sur un élément logique DD1.1, un redresseur inverseur à base de diodes VD1, VD4, de condensateurs C5, C8 et d'un convertisseur de niveau DD3 - d'un redresseur à doublement de tension sur les éléments VD2, VD3, C6, C7 tension d'alimentation 9,8 V. L'une des entrées de l'élément logique DD1.1 est reliée à la sortie de l'oscillateur maître ADC DD10, fonctionnant à une fréquence de 50 kHz. À partir de la sortie BP (broche 21) de l'ADC DD10, des impulsions rectangulaires avec un taux de répétition de 62,5 Hz sont envoyées à l'entrée de l'élément logique DD7.2, et son signal de sortie est l'horloge pour le fonctionnement du déterminant. Les impulsions de la sortie de cet élément sont envoyées aux éléments D, E et F des trois chiffres les plus significatifs de l'indicateur LCD HG2, qui sont affichés en permanence, car ils ne doivent pas nécessairement être éteints lorsque les caractères "C" , "b" et "E" sont affichés. Des impulsions de tension provenant de la sortie de l'élément DD7.2 sont également transmises aux entrées des éléments DD5.3, DD5.4 et DD2.4, DD14.4, DD15.4 , DD12.3, à la sortie desquels, selon les signaux déterminants, des signaux de commande sont générés pour les éléments A ou C dans ces mêmes chiffres et les éléments F, A et B dans le chiffre le moins significatif de l'indicateur LCD HG2. À partir de la sortie de l'élément DD5.3, des impulsions d'horloge via le circuit d'intégration R21C12 sont envoyées au compteur DD4 avec un facteur de division de 128. Toutes les 2 s, avec la chute suivante de l'impulsion d'entrée, une tension de niveau haut apparaît à sa sortie, à partir de laquelle le circuit différentiateur R1C3 génère une impulsion de réinitialisation de l'ensemble du dispositif à l'état d'origine et redémarre. Étant donné que les microcircuits de la série 74AC (l'analogue domestique de la série KR1554) ont de courtes durées de commutation, qui sont instables perçues par les entrées de comptage des microcircuits de la série K561 et leurs analogues, des circuits d'intégration R21C12 et R23C4 sont introduits, augmentant les fronts et chutes d'impulsions des sorties des éléments DD5.3 et DD5.4 à 2 ms. Les impulsions du circuit R21C12 sont également envoyées à la sortie COM de l'indicateur HG2, et via les éléments OU exclusifs DD8.1-DD8.4 - aux éléments G dans les trois plus significatifs et aux éléments E et G dans les chiffres inférieurs de l'indicateur LCD HG2. Le transistor testé est connecté avec ses sorties aux bornes XS1, XS2, XS3, qui sont connectées aux sorties d'un puissant commutateur à trois canaux monté sur des transistors de commutation de champ VT1-VT4, VT8, VT9. Les signaux de commande pour eux sont générés aux sorties des éléments du microcircuit convertisseur de niveau DD3, qui sont utilisés comme éléments tampons. Trois circuits de réglage de courant identiques des résistances R3 R5, R12R17R19 et R24R26R27 sont connectés aux sorties d'un interrupteur puissant, commuté par un interrupteur de faible puissance, également à trois canaux, monté sur les clés DD13.1-DD13.4, DD16.3. 16.4, DDXNUMX. La détermination des conclusions est effectuée en modifiant périodiquement l'état des sorties d'un interrupteur puissant - la combinaison des transistors ouverts et fermés VT1 - VT4, VT8, VT9 change. A chaque instant, un seul des transistors VT1, VT3, VT8 sera ouvert, donc l'une des sorties du transistor testé sera connectée à la ligne d'alimentation 5 V. En même temps, l'un des transistors VT2, VT4 , VT9 et la deuxième sortie du transistor sous test sont ouvertes dans l'autre canal connecté à la résistance R6, qui agit comme un capteur de courant de sortie du transistor. Dans le troisième canal d'un interrupteur puissant, les deux transistors à effet de champ sont fermés, mais à ce moment tout ou partie d'un des circuits résistifs de réglage du courant sera connecté à sa sortie, selon l'état de l'interrupteur de faible puissance . Un tel circuit est conçu pour fournir du courant à la base d'un transistor bipolaire (ou une tension à la grille de champ), à travers lui deux fois dans le même état d'un interrupteur puissant, la base ou la grille est "pollée", d'abord pour la structure npn (canal n), puis pour pnp (canal p).
Un cycle de test de transistor complet comprend six combinaisons de l'état d'un commutateur puissant, tandis que chaque sortie de transistor sera connectée deux fois en tant que collecteur, base et émetteur (drain, grille, source). Avec l'une des combinaisons, les sorties seront connectées de sorte que dans le circuit résistif connecté aux transistors fermés de l'interrupteur, un courant apparaîtra, qui est pris comme base, et il, comme vous le savez, provoque le collecteur de sortie (et de l'émetteur) courant à apparaître. Sur la fig. 2 montre des circuits simplifiés pour activer les transistors lors de la détermination des conclusions. La présence du courant de sortie fera apparaître une tension sur le capteur de courant R6, qui fixe l'état de l'interrupteur, et les informations correspondantes sont affichées sur les indicateurs LCD HG1, HG2. Cependant, l'apparition d'une tension sur le capteur n'est qu'une condition nécessaire, mais pas suffisante pour la détermination correcte des conclusions. Tout d'abord, dans deux combinaisons, l'une des jonctions p-n polarisées en direct (collecteur ou émetteur) du transistor bipolaire sera connectée à l'alimentation en série avec la résistance R6, et cette résistance aura une tension d'environ 4,3 V. Révélateur une telle fausse définition est assez simple: lors du changement du point de connexion de la résistance R (Fig.2) de +5 V à un fil commun, ou vice versa, le courant de sortie ne changera pratiquement pas. Deuxièmement, en raison de transitoires aux moments de changement d'état d'un interrupteur puissant, des impulsions de tension apparaissent sur la résistance R6. Le processus de détection lors de l'apparition de ces impulsions est bloqué. Troisièmement, lorsque le transistor est activé à l'inverse, un courant le traverse également, mais sa valeur est faible, et une telle fausse détermination peut être éliminée à l'aide d'un dispositif à seuil. Enfin, le transistor peut simplement être cassé ou les bornes X1-XXNUMX sont accidentellement fermées. Tous ces facteurs sont pris en compte dans le circuit de l'appareil. Avant de procéder à la description du processus de détermination des conclusions, considérons le fonctionnement du dispositif à seuil monté sur l'ampli-op DA1.2 et le transistor VT11. L'entrée inverseuse de cet amplificateur opérationnel est connectée à la résistance R6, et l'entrée non inverseuse est connectée à une source de tension de référence de 0,5 V, collectée sur les résistances R22, R25 et un régulateur de courant sur un transistor VT10 et une résistance R29. Cette tension fixe le seuil inférieur pour déterminer les sorties du transistor en fonction de la valeur minimale spécifiée h21e Dans la grande majorité des cas, le mode inverse du transistor sous test ne sera pas détecté avec ces paramètres. Lors de la commutation du dispositif de seuil, une chute de tension positive de la résistance R32 est envoyée à l'entrée C du déclencheur DD6.1 pour fixer l'état du commutateur puissant, "interrogeant" la base et démarrant la mesure de la prochaine impulsion de réinitialisation. A la sortie 2 du compteur-décodeur DD3, une tension de niveau haut est établie. Cette tension est fournie à l'entrée S du déclencheur DD2, et à sa sortie inverse pendant environ 3 ms une tension de bas niveau est générée, qui est fournie à l'une des entrées de l'élément OR-NOT DD2 et est nécessaire pour protéger la détection retardée pendant les transitoires dans le commutateur. Après cet intervalle de temps, une impulsion d'horloge apparaît à la sortie de l'élément DD0, provoquant la commutation du déclencheur DD9, puis du compteur-décodeur DD6.1. Sa sortie 8 passera à l'état haut et le cycle de définition des broches commencera. Les sorties du compteur-décodeur DD9 sont reliées aux entrées des éléments DD11.1 -DD11.4, DD12.1, DD12.2 de sorte que les signaux de commande du commutateur à trois voies sont formés aux sorties de ces éléments . Les mêmes signaux, associés aux signaux de sortie du déclencheur DD6.2, contrôlent le fonctionnement de trois convertisseurs de code identiques pour afficher les caractères alphabétiques "C", "b" et "E" dans les trois chiffres les plus significatifs de l'écran LCD HG2 indicateur. Les convertisseurs sont réalisés sur les éléments DD1.2-DD1.4, DD2.1 - DD2.4, DD7.1, DD7.3, DD7.4, DD8.1, DD8.2, DD8.4, DD14.1 -DD14.4 et DD15.1-DD15.4. L'état des transistors d'un interrupteur puissant (ouvert / fermé) est contrôlé, comme déjà mentionné ci-dessus, par des convertisseurs de niveau DD3.1-DD3.6, qui convertissent des signaux d'entrée de 5 V en tensions de sortie d'environ 10 V, nécessaires pour ouverture fiable des transistors VT1-VT4 , VT8, VT9. Les entrées des éléments DD5.1, DD5.2 reçoivent deux signaux d'impulsion (méandre): avec une période de répétition de 32 ms - de la sortie inverse du déclencheur DD6.2 et de l'horloge 16 ms - de la sortie de l'élément DD5.4 .5.1. A partir de ces tensions, aux sorties des éléments DD5.2, DD8, des impulsions d'une durée de 32 ms chacune avec une période de répétition de 6.1 ms sont formées. Premièrement, l'impulsion est à la sortie du premier élément, et après qu'elle soit terminée, à la sortie du second. La première impulsion a pour but la protection contre les fausses détections, elle entre dans l'entrée D du déclencheur DD5.4, et sa sortie inversée continue à maintenir une tension basse, permettant le passage d'impulsions d'horloge vers la sortie DDXNUMX. Le but de la deuxième impulsion est de "scruter" la base (grille) du transistor testé. Les trois circuits de résistance R5.2-R3, R5R12R17 et R19R24R26 mentionnés ci-dessus sont connectés à la sortie de l'élément DD27. Le choix d'une, deux ou trois résistances, et donc du courant de base, est déterminé par la position des contacts de l'interrupteur SA1 et du bouton SB1, tandis que les interrupteurs analogiques DD13.1-DD13.4, DD16.3, DD16.4 .8 déconnecter et connecter les résistances correspondantes dans ces circuits . "Scrutation" commence par la structure npn - pendant 5 ms, les résistances de ces circuits seront connectées à la ligne d'alimentation 6 V. Si en même temps une impulsion avec une tension supérieure au seuil ne se produit pas sur le capteur de courant R16, puis après cet intervalle de temps pendant 6 ms, les résistances de ces circuits seront connectées à une ligne électrique commune - un "poll" de la base pour la structure rr est effectué. Si dans ce cas l'impulsion indiquée ne se produit pas sur le capteur R9, alors après le temps imparti, le compteur-décodeur DDXNUMX passe dans l'état suivant - la combinaison des transistors ouverts et fermés de l'interrupteur puissant change, la procédure de protection contre la fausse détection et "l'interrogation" de la base est répétée à nouveau. Il convient de rappeler que la scrutation ne se produit que dans le canal à transistors fermés d'un interrupteur puissant, car les actions des circuits résistifs restants sont bloquées par des transistors ouverts. Lorsqu'une tension supérieure au seuil apparaît sur la résistance R6, le comparateur de l'ampli-op DA1.2 basculera et une impulsion ira à l'entrée C du déclencheur DD6.1, ce qui le fera passer dans un état avec un tension de niveau logique élevé à la sortie inverse. Le transistor VT7 s'ouvrira et l'entrée de l'ADC DD10 via le commutateur analogique DD16.2 sera connectée au deuxième capteur de courant - la résistance R14 pour mesurer le p21e du transistor basse puissance testé. Lorsque le bouton SB1 est enfoncé, le transistor VT6 s'ouvre et, via la touche analogique ouverte DD16.1, la tension d'ouverture ira à la grille du transistor VT5. La résistance R6 sera connectée en parallèle avec la résistance R9, et la résistance R14 sera connectée en parallèle avec R13, dans ce cas des transistors de moyenne et haute puissance sont testés.
L'indicateur LCD HG1 affichera la valeur du coefficient de transfert de courant du transistor testé, et sur l'indicateur HG2 (de gauche à droite) - les caractères alphabétiques des noms de broches, dans le chiffre de droite - le caractère alphabétique de la structure du type bipolaire ou canal du transistor à effet de champ (Fig. 3). En cas d'absence ou de dysfonctionnement du transistor testé, une petite valeur de p21e, la commutation du compteur DD9 ne s'arrête qu'une fois qu'une tension de niveau haut est générée à sa sortie 7, qui est envoyée à l'entrée R du déclencheur DD6.1. 2, et trois caractères apparaissent sur l'indicateur LCD HG4 " b", "b", "b" (Fig. XNUMX).
La commutation du compteur DD9, à la fois à l'entrée CN avec détermination réussie des conclusions, et à l'entrée R avec incertitude, entraîne l'arrêt des impulsions d'horloge provenant de la sortie de l'élément DD5.4, ce qui signifie que l'état des sorties du puissant commutateur et des convertisseurs de code est fixe jusqu'à ce que la prochaine impulsion de réinitialisation arrive pendant 2 s. Lors de la détermination des résultats des transistors à effet de champ avec une faible résistance du canal ouvert, ainsi que des transistors bipolaires composites avec n21E supérieur à vingt mille, des courants élevés peuvent circuler. Par conséquent, une unité de limitation de courant assemblée sur l'ampli op DA1.1 et le transistor VT7 a été introduite dans l'appareil. Un exemple de tension de 1.1 mV est fourni à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op DA220. Avec une augmentation du courant à travers le transistor testé à 2,2 A (pour les transistors haute puissance) ou 44 mA (pour les transistors basse puissance), la tension à la source du transistor VT7 dépassera l'exemple, la tension aux grilles des transistors VT5 et VT7 diminuera et le courant traversant le transistor testé sera limité. L'indicateur LCD HG1 affichera un signe de surintensité - un dans le chiffre le plus significatif. Le signal de sortie de l'élément DD12.4 est conçu pour indiquer le point décimal dans le troisième chiffre de l'indicateur LCD HG1 pour afficher la valeur de p21E en milliers lors du test des transistors composites et de la tension en mode voltmètre. Pour mesurer les tensions continues, l'interrupteur SA2 est commuté sur la position "U", et les sondes de mesure sont connectées aux prises XS4, XS5 "Voltmètre". Dans ce mode, vous pouvez contrôler la tension d'alimentation de l'appareil en appuyant sur le bouton "Batterie" SB2, ainsi que déterminer l'emplacement des broches et la structure des transistors testés sans mesurer h2i3. La résistance R13 est constituée d'un morceau de fil de manganin ou de constantan, les autres sont des résistances fixes S2-23, MLT ou RN1-12 montées en surface, et R30 est composée de plusieurs connectées en série, une résistance accordée - SPZ-38B. Condensateurs - céramique K10-17 ou pour montage en surface. L'utilisation des diodes Schottky 1N5818 (VD2, VD3) se justifie par l'obtention de la tension d'alimentation maximale du microcircuit DD3, ces diodes sont remplaçables par Ha1N5817, 1 N5819 ou D310. Le principal critère de remplacement des transistors à effet de champ indiqué sur le schéma est la résistance minimale du canal ouvert du transistor. Pour les transistors d'un interrupteur puissant et VT7, pas plus de 0,1 Om, VT5 -0,01 Ohm et / T6 - 2 Ohm à une tension grille-source de 4,5 V. Nous pouvons remplacer le transistor 2SK241 par n'importe quelle tension de coupure basse puissance de 0,5 ... 1,5 V. L'ampli op LM358N peut être remplacé par des amplis op LM158, LM258, LM2904. Commutateurs - VZOZZ, bouton - TS-0108, prises X1-XZ - plaqué or à partir d'une prise démontée d'un connecteur domestique 2RMT.
Toutes les pièces sont montées sur deux planches à pain universelles de 60x90 mm chacune, fixées l'une au-dessus de l'autre. La carte supérieure contient la plupart des microcircuits, des indicateurs, des prises pour connecter les transistors testés, des interrupteurs et un bouton. Pour économiser de l'espace, une partie des microcircuits est située sous les indicateurs et, pour faciliter le montage des indicateurs, ils sont installés dans des prises en panneaux pour microcircuits (Fig. 5). Le support de batterie, les puissants transistors à effet de champ et l'ampli op sont installés sur la carte inférieure (Fig. 6). L'installation est réalisée avec un fil de cuivre étamé unipolaire d'un diamètre de 0,25 ... 0,3 mm avec un tube isolant en PTFE.
Pour une lecture correcte des informations sur l'emplacement des bornes du transistor testé, les prises pour sa connexion doivent être placées sur la carte (de gauche à droite) dans l'ordre suivant : XS3, XS2, XS1. Lors de l'installation, les condensateurs C1 et C2 sont installés directement sur les microcircuits DD1, DD5, respectivement. L'installation de circuits à courant élevé (transistors VT1-VT9, résistances R13, R14) doit être effectuée avec des fils courts. La broche 30 de l'ADC DD10 (IN LO) est connectée à un fil commun à la sortie de la source du transistor VT5 pour réduire les interférences. Le réglage revient à calibrer le dispositif avec une résistance R10 en mode voltmètre, pour laquelle une tension est appliquée en entrée à partir d'un exemple de source de tension. Une sélection de la résistance R29 fixe la tension de grille du transistor VT10 à 0,5 V. Auteur : S. Glibin, Moscou ; Publication : radioradar.net
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