Trong nhiều ứng dụng mạch quan trọng, như bộ khuếch đại công suất, bộ biến tần, v.v., cần sử dụng các cặp bóng bán dẫn phù hợp có độ lợi hFE giống hệt nhau. Không làm điều này có thể tạo ra các kết quả đầu ra không thể đoán trước, chẳng hạn như một bóng bán dẫn trở nên nóng hơn bóng bán dẫn kia hoặc điều kiện đầu ra không đối xứng.

Bởi: David Corbill

Để loại bỏ điều này, hãy kết hợp các cặp bóng bán dẫn với Vbe và hFE thông số kỹ thuật trở thành một khía cạnh quan trọng cho các ứng dụng điển hình.

Ý tưởng mạch được trình bày ở đây có thể được sử dụng để so sánh hai BJT riêng lẻ và do đó tìm ra chính xác hai BJT nào phù hợp hoàn hảo về thông số kỹ thuật khuếch đại của chúng.

Mặc dù điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng đa đồng hồ kỹ thuật số, một mạch đơn giản như bộ kiểm tra đối sánh bóng bán dẫn được đề xuất có thể phức tạp hơn rất nhiều, do những lý do cụ thể sau.

Nó cung cấp một màn hình trực tiếp xem bóng bán dẫn hoặc BJT có được khớp chính xác hay không.
Không có nhiều mét và dây điện rườm rà, vì vậy sẽ có ít rắc rối nhất.
Đa Mét sử dụng năng lượng pin, ở những điểm tiếp xúc quan trọng có xu hướng cạn kiệt, cản trở quy trình thử nghiệm.
Mạch đơn giản này có thể được sử dụng để kiểm tra và kết hợp các bóng bán dẫn trong dây chuyền sản xuất hàng loạt mà không gặp trục trặc hay vấn đề gì.

Khái niệm mạch

Khái niệm được thảo luận là một công cụ đáng chú ý có thể lựa chọn cặp bóng bán dẫn từ tất cả các loại khả năng trong một khoảng thời gian nhất định.

Một cặp bóng bán dẫn sẽ được “kết hợp” nếu điện áp tại cực gốc / cực phát và bộ khuếch đại dòng điện giống hệt nhau.

Mức độ chính xác có thể từ “giống nhau một cách mơ hồ” đến “chính xác” và có thể được điều chỉnh khi cần thiết. Chúng ta biết rằng việc có các bóng bán dẫn phù hợp cho các ứng dụng như bộ khuếch đại vi sai hoặc nhiệt điện trở sẽ rất hữu ích như thế nào.

Tìm kiếm các bóng bán dẫn tương tự là một công việc đáng ghét và đáng sợ. Tuy nhiên, nó phải được thực hiện đôi khi vì các bóng bán dẫn ghép đôi thường được sử dụng trong các bộ khuếch đại vi sai, đặc biệt khi chúng được vận hành như các điện trở nhiệt.

Thông thường, toàn bộ bóng bán dẫn được kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng và giá trị của chúng được ghi lại cho đến khi không còn gì để kiểm tra.

Các đèn LED sẽ sáng nếu có phản hồi từ U của bóng bán dẫn_LÀvà H_FE.

Mạch thực hiện các công việc nặng nhọc vì bạn chỉ cần kết nối các cặp bóng bán dẫn và màn hình cho đèn.

Tổng cộng, có ba đèn LED, đèn đầu tiên cho bạn biết liệu BJT số 1 có hiệu quả hơn BJT số 2 hay không, đèn LED thứ hai mô tả ngược lại. Đèn LED cuối cùng thừa nhận rằng các bóng bán dẫn thực sự là một trận đấu giống hệt nhau.

Cách hoạt động của mạch

Mặc dù điều này trông hơi phức tạp, nhưng nó tuân theo một quy tắc tương đối trực tiếp. Hình 1 mô tả một loại mạch cơ bản để rõ ràng hơn.

Các Các bóng bán dẫn đang được kiểm tra (TUT) có dạng sóng hình tam giác. Sự khác biệt giữa điện áp bộ thu của chúng được xác định bằng một cặp bộ so sánh và được chỉ ra bằng đèn LED. Đó là toàn bộ khái niệm.

Về mặt thực tế, hai BJT được thử nghiệm được cấp nguồn bằng điện áp điều khiển giống hệt nhau, như được hiển thị trong Hình 1.

Tuy nhiên, chúng tôi thấy rằng sức đề kháng bộ sưu tập của chúng khá khác nhau. R2_đếnvà R2_bcó điện trở hơi lớn hơn so với R1, nhưng R2_đếnnhư một đơn vị có giá trị nhỏ hơn R1. Đây là toàn bộ thiết lập của mạch lấy mẫu.

Giả sử hai bóng bán dẫn được thử nghiệm hoàn toàn giống nhau về chữ U_LÀvà H_FE. Độ dốc di chuyển lên của điện áp đầu vào sẽ bật đồng thời cả hai và do đó điện áp bộ thu của chúng sẽ giảm.

Ở đây, nếu tình huống trên được tạm dừng, chúng ta sẽ quan sát thấy rằng điện áp bộ thu của bóng bán dẫn thứ hai thấp hơn một chút so với bóng bán dẫn đầu tiên vì toàn bộ điện trở của bộ thu lớn hơn.

Vì R2_đếncó điện trở nhỏ hơn R1 thì điện thế tại điểm nối của R2_đến/ R2_bsẽ lớn hơn một chút so với bộ thu của bóng bán dẫn 1.

Vì vậy, đầu vào “+” của bộ so sánh 1 sẽ được tích điện dương so với đầu vào “-” của nó. Điều đó cho thấy đầu ra của K1 sẽ BẬT và LED D1 sẽ không sáng.

Đồng thời, đầu vào “+” của K2 sẽ được tích điện âm so với “-” của nó và do đó đầu ra sẽ TẮT và LED D3 cũng sẽ vẫn tắt. Khi đầu ra của K1 BẬT và K2 TẮT, D2 sẽ được BẬT để hiển thị cả hai bóng bán dẫn hoàn toàn giống nhau và được khớp.

Hãy xem TUT1 có UBE nhỏ hơn và / hoặc H lớn hơn không_FEhơn TUT2. Tại cạnh lên của tín hiệu tam giác, điện áp thu của TUT1 sẽ giảm nhanh hơn điện áp thu của TUT2.

Sau đó, bộ so sánh K1 sẽ phản hồi theo cùng một cách và đầu vào “+” sẽ được tích điện dương so với đầu vào “-”, và do đó, đầu ra của nó sẽ cao. Vì điện áp bộ thu thấp của TUT1 được liên kết với đầu vào “-” của K2, nó sẽ nhỏ hơn đầu vào “+” được gắn vào bộ thu của TUT2.

Kết quả là, sản lượng của K2 bắt đầu tăng. Do hai đầu ra cao của bộ so sánh, D1 không sáng.

Vì D2 liên kết giống như D1 và giữa hai mức cao nên nó cũng sẽ không sáng. Cả hai điều kiện này đều làm cho D3 sáng và do đó kết luận rằng độ lợi của TUT1 cao hơn TUT2.

Trong trường hợp độ lợi TUT2 được xác định là tốt hơn của hai bóng bán dẫn, điều này dẫn đến điện áp bộ thu giảm nhanh hơn.

Do đó, điện áp tại cực thu và R2_đến/ R2_bđường giao nhau sẽ nhỏ hơn so với điện áp thu của TUT1.

Tóm lại, tín hiệu thấp của đầu vào “+” của bộ so sánh sẽ chuyển sang mức thấp đối với đầu vào “-” cho phép hai đầu ra ở mức thấp.

“3 cổng logic đầu vào bảng sự thật ”

Do đó, các đèn LED, D2 và D3 sẽ không sáng, mà chỉ có D1 sáng tại thời điểm này, điều này báo hiệu rằng TUT2 có độ lợi tốt hơn TUT1.

Sơ đồ mạch

Toàn bộ sơ đồ mạch của bộ kiểm tra cặp BJT được mô tả trong Hình 2. Các thành phần được tìm thấy trong mạch là một IC, loại TL084 chứa bốn bộ khuếch đại hoạt động FET (opamps).

Bộ kích hoạt Schmitt A1 và một bộ tích phân được xây dựng xung quanh A2 để phát triển một bộ tạo sóng tam giác tiêu chuẩn.

Kết quả là, một điện áp đầu vào được cung cấp cho các bóng bán dẫn được đánh giá. Opamps A3 và A4 hoạt động như các bộ so sánh và đầu ra tương ứng của chúng là các bộ điều chỉnh các đèn LED D1, D2 và D3.

Khi được kiểm tra thêm ở sự kết hợp của các điện trở trong các chân thu của hai bóng bán dẫn, chúng tôi hiểu lý do để sử dụng một mạch ít phức tạp hơn để khảo sát quy tắc.

Sơ đồ cuối cùng dường như rất phức tạp, vì một nồi kép dạng ganged (P1) được đưa ra để mặc định phạm vi mà các đặc tính của bóng bán dẫn được cho là hoàn toàn giống nhau.

Khi P1 được xoay sang cực trái, LED D3 sẽ sáng, có nghĩa là cặp TUT sẽ giống nhau với chênh lệch nhỏ hơn 1%.

Dung sai có thể sai lệch khoảng 10% đối với “cặp phù hợp” khi nồi được quay hoàn toàn theo chiều kim đồng hồ.

Giới hạn trên của độ chính xác phụ thuộc vào các giá trị của điện trở R6 và R7, là kết quả của việc chống lại điện áp của TL084 và độ chính xác theo dõi của P1a và P1b.

Hơn nữa, các TUT sẽ phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ của chúng, do đó điều này phải được quan sát.

Ví dụ, nếu bóng bán dẫn được người ta xử lý trước khi cắm nó vào máy thử, kết quả không chính xác 100% do sai lệch nhiệt độ. Và vì vậy, nên trì hoãn lần đọc cuối cùng cho đến khi bóng bán dẫn nguội đi.

Nguồn cấp

Nguồn điện cân bằng là cần thiết cho người thử nghiệm. Vì biên độ của điện áp cung cấp không liên quan, mạch hoạt động tốt với ± 9V, ± 7V hoặc thậm chí ở ± 12V. Một cặp pin 9V đơn giản có thể cung cấp điện cho mạch vì dòng điện hút vào là nhỏ nhất là 25 mA.

Hơn nữa, loại mạch này thường không hoạt động trong nhiều giờ. Một ưu điểm của việc sử dụng mạch chạy bằng pin là việc xây dựng có trật tự tốt và thi công đơn giản.

Bảng mạch in

Hình 3 hiển thị bảng mạch in của máy thử nghiệm. Với kích thước nhỏ và rất ít thành phần, việc xây dựng mạch khá đơn giản. Tất cả những gì cần thiết là một IC tiêu chuẩn, hai bóng bán dẫn gắn cho TUT, một số điện trở và ba đơn vị đèn LED. Điều quan trọng là đảm bảo điện trở R6 và R7 là loại 1%.