L’ensenyament es fa fàcil i eficaç si es converteix en un àmbit pràctic. Mostrar pràcticament alguna cosa amb pràctiques a la mà i demostracions conceptuals sempre ajuda a recordar els conceptes apresos durant un llarg període de temps que les explicacions de les lliçons teòriques simples. Això podria passar amb els traçadors de corbes de transistors per conèixer el concepte de com funciona el transistor . Es tracta d’una manera fàcil, bona i pràctica de conèixer el funcionament d’un transistor i determinar-ne els paràmetres.

Actualment, l’ús del traçador de corbes s’està expandint per a l’ús de laboratori i altres propòsits d’anàlisi de qualitat. Aquest concepte d'implementar el traçador de corbes mitjançant una placa Arduino permet als estudiants ser més comprensibles sobre el transistor i Tecnologia Arduino.

Traçador de corbes

Un traçador de corbes és un equip de prova que mostra la relació tensió-corrent del component. Hi ha diverses àrees d’aplicació en què aquests traçadors de corbes I-V proporcionen representació visual de formes d’ona de corrent i tensió amb mesures quantitatives. Els equips de seguiment de corbes consisteixen en circuits de maquinari per provar diversos components electrònics bàsics com transistors, díodes i altres dispositius semiconductors. Aquests traçadors de corbes ens permeten analitzar les formes d’ona per trobar diferents paràmetres com guany, impedància, desplaçament, etc.

Traçador de corbes

El circuit anterior mostra com funciona un traçador de corba simple per a un dispositiu en prova (DUT). Un transformador escalonat està connectat a un circuit rectificador de pont que converteix el subministrament alternatiu en corrent continu . El dispositiu que es prova està connectat mitjançant una resistència de sèrie per limitar el corrent. Voltatge i ones de corrent a la Oscil·loscopi de raigs catòdics (CRO) es varien variant la tensió d’entrada aplicada pel transformador variable. D’aquesta manera, es poden analitzar i observar les corbes mitjançant el traçador de corbes.

Traçador de corbes de transistors

El transistor és un dispositiu controlat per corrent en el qual el corrent de tensió del col·lector a l’emissor es controla variant el corrent base aplicat al terminal base del transistor. Un traçador de corbes de transistors és un instrument que mesura els paràmetres del transistor com el guany de corrent, la impedància i les tensions de ruptura. Genera i mostra un conjunt de corbes del corrent IC del col·lector enfront del voltatge VCE del col·lector a emissor per a diferents valors del corrent base. A partir d’aquestes corbes, es pot determinar el guany de corrent del transistor.

Els tres circuits funcionals principals que s’utilitzen en aquest traçador inclouen un generador de tensió d’escombratge per controlar la tensió del col·lector, un generador de pas de corrent base per controlar el corrent de base amb un nombre igual d’increments de generador de filtració de tensió i un circuit de temporització per canviar el corrent de base per cada inici de l'escombrat de tensió.

Traçador de corbes de transistors

El generador de tensió d’escombrat aplica Vs amb un període de temps repetitiu al transistor. Aquest voltatge d’escombrat es pot observar en l’oscil·loscopi i, a més, la font de corrent base augmenta el corrent de base IB en passos incrementals iguals per a cada escombrat de tensió consecutiu amb els passos sincronitzats al començament de cada escombrat de tensió del col·lector. El corrent base repeteix aquesta seqüència de passos i es manté estable durant l'últim període incrementat. Es proporcionen interruptors selectors per a cada circuit per variar les condicions d'entrada.

El guany de corrent del transistor està determinat per:

b = DIc / DIB

On, la configuració del commutador del selector de passos es representa com a DIB.

Per tant, a partir de la forma d’ona anterior de l’oscil·loscopi, podem determinar el guany de corrent del transistor. Per tant, el traçador de la corba del transistor permet trobar diferents paràmetres del transistor i també proporciona l'anàlisi de les seves formes d'ona per a diferents condicions d'entrada.

Projecte Arduino sobre Transistor Curve Tracer

Circuit traçador de corbes basat en Arduino

Aquest circuit s’implementa amb l’ús d’un potenciòmetre connectat a una base de transistor per variar el corrent de base. La placa Arduino uno s’utilitza com a controlador principal d’adquisició de dades que adquireix els paràmetres analògics de la tensió de la base, del col·lector i de la font. Un transistor amb dues resistències i un potenciòmetre entra a la prova sota l'ús de Taula de desenvolupament Arduino .

Al variar el potenciòmetre, el corrent base varia, i els valors de voltatge base, col·lector i voltatge de l’emissor són llegits per l’Arduino amb una convertidor analògic a digital . El codi del programa Arduino es programa de manera que els senyals adquirits de l'ADC es processin més i es calculin els resultats. Els valors digitalitzats processats per aquest controlador troben els paràmetres següents.

Ib està determinat per (Vs - Vb) / Rb
I Ic per (5V - Vc) / Rc

Traçador de corbes de transistor BiCMOS basat en Arduino

Aquests valors de corrents de base i de col·lector s’han de representar per determinar les característiques del transistor. Per representar aquests valors, l’enllaç sèrie USB està connectat entre el controlador Arduino i l’ordinador amfitrió. L’ordinador amfitrió consisteix en un tipus d’aplicació especial per processar i representar gràfics. El programari o programes com SciLab i Octave poden llegir i traçar els valors des de la cable sèrie.

L’avanç al projecte Arduino anterior es fa mitjançant la connexió d’Arduino per traçar les gràfiques del transistor BiCMOS. Aquestes corbes s’obtenen mitjançant E / S dual carril a carril Amplificador operacional , resistències i condensadors i placa de pa sense soldar.

La tensió massiva es selecciona mitjançant un selector per canviar la polaritat PNP / NPN. Aquest projecte és el mateix que el projecte anterior, però el codi és una mica diferent del primer. Després de compilar i penjar el codi a la placa de desenvolupament de maquinari, hi ha un requisit de tensions del transistor amb diferents valors de les corrents de base, que també es poden canviar mitjançant el codi del programa.

Aquesta placa Arduino processa aquests valors i l’envia a l’ordinador perquè processi i dibuixi els valors mitjançant un cable de comunicació sèrie . De manera similar al projecte anterior, el programari d'aplicació permet processar i representar les dades adquirides per trobar paràmetres de transistors particulars com transistors PMOS, NMOS, NPN i PNP.

Es tracta d’un projecte Arduino senzill amb alguns circuits externs per obtenir les corbes del transistor. Algunes de les aplicacions dels projectes basats en Arduino són sistemes domòtics, controls d’il·luminació pública, sistemes de detecció d’errors de cables subterranis, etc. Si voleu obtenir ajuda sobre aquests projectes basats en Arduino per al desenvolupament de codi, diagrames de circuits, programari de simulació i altres tècniques orientació, podeu contactar-nos comentant a continuació.