Việc giảng dạy trở nên dễ dàng và hiệu quả nếu nó trở thành một lĩnh vực thiết thực. Hiển thị một cái gì đó thực tế với thực hành trong tay và chứng minh khái niệm luôn giúp ghi nhớ các khái niệm đã học trong một thời gian dài hơn là giải thích các bài học lý thuyết đơn giản. Điều này có thể xảy ra với máy dò đường cong bóng bán dẫn để biết khái niệm cách hoạt động của bóng bán dẫn . Đây là một cách dễ dàng, tốt và thực tế để biết hoạt động của bóng bán dẫn và xác định các thông số của nó.

Việc sử dụng chất đánh dấu đường cong ngày nay đang mở rộng cho mục đích sử dụng trong phòng thí nghiệm và các mục đích phân tích chất lượng khác. Khái niệm triển khai công cụ đánh dấu đường cong bằng cách sử dụng bảng Arduino cho phép sinh viên dễ hiểu hơn về bóng bán dẫn và Công nghệ Arduino.

Curve Tracer

Máy dò đường cong là thiết bị kiểm tra hiển thị mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện của thành phần. Có một số lĩnh vực ứng dụng trong đó các máy quét đường cong I-V này cung cấp sự thể hiện trực quan của các dạng sóng dòng điện và điện áp với các phép đo định lượng. Thiết bị theo dõi đường cong bao gồm mạch phần cứng để kiểm tra các linh kiện điện tử cơ bản như bóng bán dẫn, điốt và các thiết bị bán dẫn khác. Các bộ theo dõi đường cong này cho phép chúng tôi phân tích các dạng sóng để tìm các thông số khác nhau như độ lợi, trở kháng, độ lệch, v.v.

Máy dò đường cong

Mạch trên cho thấy cách thức hoạt động của một bộ dò đường cong đơn giản đối với một thiết bị đang được thử nghiệm (DUT). Một máy biến áp bước xuống được kết nối với một mạch chỉnh lưu cầu chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC xung . Thiết bị được thử nghiệm được nối qua một điện trở nối tiếp để hạn chế dòng điện. Sóng điện áp và dòng điện trong Máy hiện sóng tia âm cực (CRO) được thay đổi bằng cách thay đổi điện áp đầu vào được áp dụng bởi máy biến áp. Bằng cách này, người ta có thể phân tích và quan sát các đường cong bằng cách sử dụng máy dò đường cong.

Transistor Curve Tracer

Bóng bán dẫn là một thiết bị được điều khiển hiện tại, trong đó dòng điện áp từ bộ thu đến bộ phát được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điện cơ bản đặt vào cực cơ sở của bóng bán dẫn. Máy đánh dấu đường cong bóng bán dẫn là một công cụ đo lường các thông số của bóng bán dẫn như độ lợi dòng điện, trở kháng và điện áp đánh thủng. Nó tạo ra và hiển thị một tập hợp các đường cong của IC dòng thu so với bộ góp để phát điện áp VCE cho các giá trị khác nhau của dòng điện cơ bản. Từ đường cong này, có thể xác định được độ lợi dòng điện của bóng bán dẫn.

Ba mạch chức năng chính được sử dụng trong bộ đánh dấu này bao gồm một bộ tạo điện áp quét để điều khiển điện áp bộ thu, bộ tạo bước dòng cơ bản để điều khiển dòng cơ bản với số gia tăng bằng nhau của bộ tạo điện áp và, một mạch thời gian để thay đổi dòng cơ bản cho mỗi khi bắt đầu quét điện áp.

Transistor Curve Tracer

Bộ tạo điện áp quét áp dụng Vs với một khoảng thời gian lặp lại cho bóng bán dẫn. Điện áp quét này có thể được quan sát trong máy hiện sóng, và nguồn dòng điện cơ bản cũng làm tăng dòng điện cơ bản IB theo các bước tăng dần đều cho mỗi lần quét điện áp liên tiếp với các bước được đồng bộ hóa với đầu mỗi lần quét điện áp cực thu. Dòng điện cơ bản lặp lại trình tự bước này và trở nên ổn định trong khoảng thời gian tăng cuối cùng. Các công tắc bộ chọn được cung cấp cho mỗi mạch để thay đổi các điều kiện đầu vào.

Độ lợi dòng điện của bóng bán dẫn được xác định bởi:

b = DIc / DIB

Trong đó, cài đặt của công tắc Bộ chọn bước được biểu diễn dưới dạng DIB.

Do đó, từ dạng sóng trên trong máy hiện sóng, chúng ta có thể xác định được độ lợi dòng điện của transistor. Do đó, bộ đánh dấu đường cong bóng bán dẫn cho phép tìm các thông số khác nhau của bóng bán dẫn và cũng cung cấp phân tích dạng sóng của nó cho các điều kiện đầu vào khác nhau.

Dự án Arduino trên Transistor Curve Tracer

Mạch theo dõi đường cong bóng bán dẫn dựa trên Arduino

Mạch này được thực hiện với việc sử dụng một chiết áp kết nối với một đế bán dẫn để thay đổi dòng điện cơ bản. Bo mạch Arduino una được sử dụng như một bộ điều khiển thu thập dữ liệu chính thu nhận các thông số tương tự của điện áp cơ sở, bộ thu và nguồn. Một bóng bán dẫn có hai điện trở và một chiết áp đi kèm trong mạch điện được thử nghiệm với việc sử dụng Bảng phát triển Arduino .

Bằng cách thay đổi chiết áp, dòng điện cơ bản sẽ thay đổi và các giá trị điện áp cơ bản, bộ thu và điện áp cực phát được đọc bởi Arduino với một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số . Mã chương trình Arduino được lập trình theo cách mà các tín hiệu thu được của ADC được xử lý thêm và kết quả được tính toán. Các giá trị số hóa được xử lý bởi bộ điều khiển này tìm thấy các tham số bên dưới.

Ib được xác định bởi (Vs - Vb) / Rb
Và Ic bằng (5V - Vc) / Rc

Bộ theo dõi đường cong bóng bán dẫn BiCMOS dựa trên Arduino

Các giá trị này của dòng điện cơ bản và dòng thu phải được vẽ biểu đồ để xác định đặc tính của bóng bán dẫn. Để vẽ biểu đồ các giá trị này, liên kết nối tiếp USB được kết nối giữa bộ điều khiển Arduino và máy tính chủ. Máy tính chủ bao gồm một loại ứng dụng đặc biệt để xử lý và vẽ biểu đồ. Phần mềm hoặc các chương trình như SciLab và Octave có thể đọc và vẽ các giá trị từ Cáp nối tiếp.

Tiến tới dự án Arduino ở trên là bằng cách kết nối Arduino để vẽ biểu đồ của bóng bán dẫn BiCMOS. Những đường cong này có được nhờ I / O dual rail-to-rail Hoạt động khuếch đại , điện trở và tụ điện và bảng mạch bánh mì không hàn.

Điện áp số lượng lớn được chọn bằng cách sử dụng công tắc chọn để thay đổi cực PNP / NPN. Dự án này giống như dự án trên, nhưng mã có phần khác so với dự án đầu tiên. Sau khi biên dịch và tải mã lên bảng phát triển phần cứng, có yêu cầu về điện áp từ bóng bán dẫn với các giá trị khác nhau của dòng điện cơ bản, cũng có thể được thay đổi bằng mã chương trình.

Bảng Arduino này xử lý các giá trị này và gửi đến máy tính để xử lý và vẽ biểu đồ các giá trị thông qua cáp giao tiếp nối tiếp . Tương tự như dự án trên, phần mềm ứng dụng cho phép xử lý và vẽ biểu đồ dữ liệu thu được để tìm thông số của các bóng bán dẫn cụ thể như bóng bán dẫn PMOS, NMOS, NPN và PNP.

Đây là một dự án Arduino đơn giản với một vài mạch bên ngoài để thu được các đường cong của bóng bán dẫn. Một số ứng dụng của các dự án dựa trên Arduino là hệ thống tự động hóa gia đình, điều khiển đèn đường, hệ thống phát hiện lỗi cáp ngầm, v.v. Nếu bạn muốn bất kỳ sự trợ giúp nào liên quan đến các dự án dựa trên Arduino này để phát triển mã, sơ đồ mạch, phần mềm mô phỏng và các kỹ thuật khác hướng dẫn, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách bình luận bên dưới.