Semiconductor Curve Tracer: 4 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

PAGBABATI!

Ang kaalaman sa mga katangian ng pagpapatakbo ng anumang aparato ay mahalaga upang makakuha ng pananaw tungkol dito. Tutulungan ka ng proyektong ito na magplano ng mga curve ng diode, mga NPN-type bipolar junction transistors at mga n-type na MOSFET sa iyong laptop, sa bahay!

Para sa mga hindi alam kung ano ang mga curve ng katangian: ang mga curve ng katangian ay mga grap na nagpapakita ng ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang dumadaan at boltahe sa dalawang terminal ng isang aparato. Para sa isang 3 aparato ng terminal, ang grap na ito ay naka-plot para sa isang iba't ibang mga parameter ng pangatlong terminal. Para sa 2 mga aparato ng terminal tulad ng mga diode, resistor, LEDs atbp, ipinapakita ng katangian ang ugnayan sa pagitan ng boltahe sa mga terminal ng aparato at ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng aparato. Para sa 3 terminal aparato, kung saan ang ika-3 terminal ay gumaganap bilang isang control pin o uri, ang boltahe-kasalukuyang relasyon ay nakasalalay din sa estado ng ika-3 terminal at samakatuwid ang mga katangian ay kailangang isama din iyon.

Ang isang Semiconductor curve tracer ay isang aparato na nag-o-automate ng proseso ng plotting ng curve para sa mga aparato tulad ng diode, BJTs, MOSFETs. Ang mga dedikadong curve tracer ay karaniwang mahal at hindi abot-kayang para sa mga mahilig. Ang isang madaling patakbuhin ang aparato na may kakayahang makuha ang mga katangian ng I-V ng pangunahing mga elektronikong aparato ay magiging lubos na kapaki-pakinabang, lalo na para sa mga mag-aaral, mga libangan na nasa electronics.

Upang gawing pangunahing kurso ang proyektong ito sa Elektronika at mga konsepto tulad ng mga op amp, PWM, singil na mga pump, voltage regulator, ilang coding sa anumang microcontroller ang kinakailangan. Kung mayroon kang mga kasanayang ito, Binabati kita, mabuting pumunta ka !!

Para sa mga sanggunian sa mga paksa sa itaas, ilang mga link na nakita kong kapaki-pakinabang:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

www.electronicdesign.com/power/charge-pump-…

www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_1….

Hakbang 1: Pag-unawa sa Hardware

Ang tracer ay mai-plug sa isang laptop at ang DUT (aparato sa ilalim ng pagsubok) sa mga puwang na ibinigay sa board. Pagkatapos, ang katangian ng kurba ay ipapakita sa laptop.

Ginamit ko ang MSP430G2553 bilang aking microcontroller ngunit kapag naintindihan mo ang diskarte sa disenyo, maaaring magamit ang anumang controller.

Upang magawa ito ang sinusunod na diskarte ay sinundan.

● Upang makakuha ng mga halaga sa kasalukuyang aparato sa iba't ibang mga halaga ng boltahe ng aparato, kailangan namin ng pagtaas ng signal (isang bagay tulad ng Ramp signal). Upang makakuha ng sapat na bilang ng mga puntos para sa paglalagay ng curve, pinili naming mag-imbestiga ng aparato para sa 100 iba't ibang mga halaga ng boltahe ng aparato. Sa gayon kailangan namin ng isang 7-bit na signal ng rampa para sa pareho. Nakuha ito sa pamamagitan ng pagbuo ng PWM at ipinapasa ito sa isang mababang pass filter.

● Dahil kailangan naming i-plot ang mga katangian ng aparato sa iba't ibang mga halaga ng base kasalukuyang sa BJT at iba't ibang mga halaga ng boltahe ng gate sa kaso ng MOSFET kailangan namin ng isang hagdanan signal upang malikha kasama ang ramp signal. Nililimitahan ang kakayahan ng system na pinili namin upang magplano ng 8 mga kurba para sa iba't ibang mga halaga ng base kasalukuyang / boltahe ng gate. Sa gayon kailangan namin ng isang 8-level o 3-bit na hagdan ng hagdanan. Nakuha ito sa pamamagitan ng pagbuo ng PWM at ipinapasa ito sa isang mababang pass filter.

● Ang mahalagang puntong dapat tandaan dito ay kailangan natin ang buong signal ng ramp upang ulitin para sa bawat hakbang sa 8-level na hagdanan signal kaya ang dalas ng ramp signal ay dapat na eksaktong 8 beses na mas mataas kaysa sa staircase signal at dapat oras na sila sinabay Nakamit ito sa pag-coding ng henerasyon ng PWM.

● Ang kolektor / alisan / anod ng DUT ay sinisiyasat upang makuha ang senyas upang mapakain bilang X-Axis sa oscilloscope / sa ADC ng microcontroller pagkatapos ng boltahe divider circuit.

● Ang isang kasalukuyang resisting ng sensing ay inilalagay sa serye kasama ang DUT, na sinusundan ng isang kaugalian na amplifier upang makuha ang signal na maaaring mapakain sa oscilloscope bilang Y-Axis / sa ADC ng microcontroller pagkatapos ng boltahe divider circuit.

● Pagkatapos nito, ilipat ng ADC ang mga halaga sa mga rehistro ng UART upang maipadala sa aparato ng PC at ang mga halagang ito ay naka-plot gamit ang isang script ng sawa.

Maaari ka na ngayong magpatuloy sa paggawa ng iyong circuit.

Hakbang 2: Paggawa ng Hardware

Ang susunod at napakahalagang hakbang ay talagang paggawa ng hardware.

Dahil kumplikado ang hardware, imumungkahi ko ang paggawa ng PCB. Ngunit kung mayroon kang lakas ng loob, maaari ka ring pumili para sa breadboard.

Ang board ay mayroong 5V supply, 3.3V para sa MSP, + 12V at -12V para sa op amp. Ang 3.3V at +/- 12V ay nabuo mula sa 5V gamit ang regulator LM1117 at XL6009 (magagamit ang module nito, ginawa ko ito mula sa mga discrete na bahagi) at isang charge pump ayon sa pagkakabanggit.

Ang data mula sa UART hanggang sa USB ay nangangailangan ng isang aparato ng conversion. Gumamit ako ng CH340G.

Susunod na hakbang ay ang paglikha ng mga file ng Schematic at Board. Ginamit ko ang EAGLE CAD bilang aking tool.

Ang mga file ay nai-upload para sa iyong sanggunian.

Hakbang 3: Pagsulat ng Mga Code

Ginawa ang Hardware? Nasubukan ang mga polarity ng boltahe sa lahat ng mga puntos?

Kung oo, hayaan ang code ngayon!

Gumamit ako ng CCS para sa pag-coding ng aking MSP, dahil sa komportable ako sa mga platform na ito.

Upang maipakita ang grap na ginamit ko ang Python bilang aking platform.

Ang mga microiphertroller peripheral na ginamit ay:

· Timer_A (16 bit) sa mode na ihambing upang makabuo ng PWM.

· ADC10 (10 bit) sa mga halaga ng pag-input.

· UART upang maipadala ang data.

Ang mga code file ay ibinibigay para sa iyong kaginhawaan.

Hakbang 4: Paano Ito Magagamit?

Binabati kita! Ang natitira lamang ay ang pagtatrabaho ng tracer.

Sa kaso ng isang bagong curve tracer, ang trim pot na 50k ohms ay kailangang maitakda.

Maaari itong magawa sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng potensyomiter at pagmamasid sa grap ng IC-VCE ng isang BJT. Ang posisyon kung saan ang pinakamababang curve (para sa IB = 0) ay nakahanay sa X-Axis, ito ang tumpak na posisyon ng trim pot.

· I-plug ang Semiconductor Curve Tracer sa USB port ng PC. Ang isang pulang LED ay sindihan, na nagpapahiwatig na ang board ay pinalakas.

· Kung ito ay isang aparato ng BJT / diode na ang mga kurba ay dapat na planuhin, huwag ikonekta ang jumper JP1. Ngunit kung ito ay isang MOSFET, ikonekta ang header.

· Pumunta sa prompt ng utos

· Patakbuhin ang script ng sawa

· Ipasok ang bilang ng mga terminal ng DUT.

· Maghintay habang tumatakbo ang programa.

· Ang grap ay na-plot.

Maligayang paggawa!