Во многих приложениях с критическими цепями, таких как усилители мощности, инверторы и т. Д., Становится необходимым использовать согласованные пары транзисторов с одинаковым усилением hFE. Невыполнение этого может привести к непредсказуемым результатам на выходе, например, к нагреву одного транзистора по сравнению с другим, или к асимметричным условиям на выходе.
Автор: Дэвид Корбилл
Чтобы избежать этого, необходимо согласовать пары транзисторов с их Vbe и hFE спецификации становятся важным аспектом для типичных приложений.
Представленную здесь схему можно использовать для сравнения двух отдельных BJT и, таким образом, выяснить, какие именно из них идеально подходят с точки зрения их характеристик усиления.
Хотя обычно это делается с использованием цифровых мультиметров, простая схема, такая как предлагаемый тестер согласования транзисторов, может быть намного удобнее по следующим причинам.
- Он обеспечивает прямую индикацию того, согласованы ли транзистор или BJT точно или нет.
- Никаких громоздких мультиметров и проводов не требуется, поэтому хлопот минимум.
- Мультиметры используют батарею, которая в критические моменты имеет тенденцию истощаться, что затрудняет процедуру тестирования.
- Эту простую схему можно использовать для тестирования и согласования транзисторов в цепях массового производства без каких-либо сбоев или проблем.
Концепция схемы
Обсуждаемая концепция - замечательный инструмент, который умело выбирает пару транзисторов из всех возможных в самый последний момент.
Пара транзисторов будет «согласована», если напряжение на базе / эмиттере и усиление тока идентичны.
Степень точности может быть от «примерно такой же» до «точной» и может быть изменена по мере необходимости. Мы знаем, насколько полезно иметь согласующие транзисторы для таких приложений, как дифференциальные усилители или термисторы.
Поиск подобных транзисторов - отвратительная и утомительная работа. Тем не менее, это необходимо делать время от времени, потому что спаренные транзисторы часто используются в дифференциальных усилителях, особенно когда они работают как термисторы.
Обычно множество транзисторов проверяется с помощью мультиметра, и их значения записываются до тех пор, пока не останется ничего для проверки.
Светодиоды загорятся, если есть ответ от U транзистора.БЫТЬи HFE.
Схема делает тяжелую работу, так как вам просто нужно подключить пары транзисторов и следить за светом.
Всего есть три светодиода: первый показывает, эффективнее ли BJT №1, чем BJT №2, второй - наоборот. Последний светодиод подтверждает, что транзисторы действительно совпадают.
Как работает схема
Хотя это выглядит немного сложным, это следует относительно прямому правилу. На рисунке 1 для большей ясности изображен базовый тип схемы.
В Тестируемые транзисторы (ТУТ) подвержены треугольной форме волны. Расхождения между их напряжениями коллектора идентифицируются парой компараторов и указываются светодиодами. В этом вся концепция.
На практике два тестируемых BJT питаются одинаковыми управляющими напряжениями, как показано на рисунке 1.
Однако мы обнаружили, что их сопротивление коллектора довольно сильно отличается. R2ки R2бнесколько больше по сопротивлению по сравнению с R1, но R2ккак единое целое имеет меньшее значение, чем R1. Это вся настройка схемы выборки.
Скажем, два тестируемых транзистора абсолютно одинаковы с точки зрения UБЫТЬи HFE. Восходящий наклон входного напряжения включит их обоих одновременно, и, следовательно, их коллекторные напряжения упадут.
Здесь, если описанная выше ситуация будет приостановлена, мы увидим, что напряжение коллектора второго транзистора немного ниже, чем напряжение первого транзистора, потому что полное сопротивление коллектора больше.
Поскольку R2кимеет меньшее сопротивление, чем R1, потенциал на стыке R2к/ R2ббудет немного больше по сравнению с коллектором транзистора 1.
Таким образом, вход «+» компаратора 1 будет заряжен положительно относительно его входа «-». Это показывает, что выход K1 будет включен, а светодиод D1 не загорится.
В то же время, вход «+» K2 будет заряжен отрицательно по отношению к его «-», и из-за этого выход будет выключен, а светодиод D3 также останется выключенным. Когда выход K1 включен, а K2 выключен, D2 будет включен, чтобы показать, что оба транзистора совершенно одинаковы и согласованы.
Давайте посмотрим, есть ли у TUT1 меньший UBE и / или больший HFEчем TUT2. На переднем фронте треугольного сигнала напряжение коллектора TUT1 будет падать быстрее, чем напряжение коллектора TUT2.
Тогда компаратор K1 будет реагировать таким же образом, и вход «+» будет заряжен положительно по сравнению с входом «-», и, следовательно, его выход будет высоким. Поскольку низкое напряжение коллектора TUT1 связано с входом «-» K2, оно будет меньше, чем вход «+», подключенный к коллектору TUT2.
В результате мощность K2 начинает расти. Из-за двух высоких выходов компараторов D1 не светится.
Поскольку D2 связан как D1 и между двумя высокими уровнями, он также не будет гореть. Оба эти условия заставляют D3 загораться и, таким образом, делают вывод, что коэффициент усиления TUT1 превосходит TUT2.
В случае, если коэффициент усиления TUT2 определяется как лучший из двух транзисторов, это приводит к более быстрому падению напряжения коллектора.
Следовательно, напряжения на коллекторе и R2к/ R2бпереход будет меньше по сравнению с напряжением коллектора TUT1.
В конце концов, низкий сигнал на входах «+» компараторов переключится на низкий уровень относительно входа «-», позволяя двум выходам быть низким.
В связи с этим светодиоды D2 и D3 не загораются, а в этот момент будет гореть только D1, что сигнализирует о том, что TUT2 имеет лучшее усиление, чем TUT1.
Принципиальная электрическая схема
Полная принципиальная схема тестера пары BJT изображена на рисунке 2. Компоненты, обнаруженные в схеме, представляют собой микросхему типа TL084, в которой размещены четыре операционных усилителя (операционных усилителя) на полевых транзисторах.
Триггер Шмитта A1 и интегратор построены на основе A2 для разработки стандартного генератора треугольных волн.
В результате на оцениваемые транзисторы подается входное напряжение. Операционные усилители A3 и A4 работают как компараторы, и их соответствующие выходы - это те, которые регулируют светодиоды D1, D2 и D3.
При дальнейшем осмотре соединения резисторов на коллекторных выводах двух транзисторов мы понимаем причину использования менее сложной схемы для исследования правила.
Конечная схема кажется очень сложной, так как сдвоенный потенциометр (P1) был введен для установки диапазона по умолчанию, в котором характеристики транзистора считаются точно такими же.
Когда P1 повернут в крайнее левое положение, загорится светодиод D3, что означает, что пара TUT будет одинаковой с разницей менее 1%.
Допуск может отклоняться примерно на 10% для «подобранной пары», когда горшок полностью повернут по часовой стрелке.
Верхний предел точности зависит от значений резисторов R6 и R7, что является результатом противодействия напряжению TL084 и точности отслеживания P1a и P1b.
Кроме того, TUT будут реагировать на изменения их температуры, поэтому это необходимо соблюдать.
Например, если с транзистором работали люди перед тем, как подключить его к тестеру, результаты не будут точными на 100% из-за отклонений температуры. Итак, рекомендуется отложить окончательное чтение до тех пор, пока транзистор не остынет.
Источник питания
Для тестера необходимо сбалансированное питание. Поскольку амплитуда питающего напряжения не имеет значения, схема нормально работает с ± 9 В, ± 7 В или даже с ± 12 В. Простая пара батарей 9 В может обеспечивать питание схемы, поскольку потребляемый ток составляет всего 25 мА.
Кроме того, схемы этого типа обычно не работают в течение очень долгого времени. Одним из преимуществ схемы с батарейным питанием является то, что конструкция хорошо упорядочена и проста в эксплуатации.
Печатная плата
На рисунке 3 показана печатная плата тестера. Из-за небольшого размера и небольшого количества компонентов конструкция схемы довольно проста. Все, что требуется, - это стандартная ИС, два крепления для транзисторов для TUT, несколько резисторов и три блока светодиодов. Важно убедиться, что резисторы R6 и R7 относятся к типу 1%.
Предыдущая статья: Ультразвуковое дезинфицирующее средство для рук Следующая статья: Схема гитарного усилителя мощностью 100 Вт
