I många kritiska kretsapplikationer, som effektförstärkare, växelriktare, etc blir det nödvändigt att använda matchade transistorpar med identisk hFE-förstärkning. Att inte göra detta skapar möjligen oförutsägbara utgångsresultat, som att en transistor blir varmare än den andra, eller asymmetriska utgångsförhållanden.

Av: David Corbill

För att eliminera detta, matchar transistorpar med deras Vbe och hFE specifikationer blir en viktig aspekt för typiska applikationer.

Kretsidén som presenteras här kan användas för att jämföra två enskilda BJT och på så sätt ta reda på exakt vilka två som passar perfekt när det gäller deras förstärkningsspecifikationer.

Även om detta normalt görs med digitala multimetrar, kan en enkel krets som de föreslagna transistorerna matcha testaren vara mycket mer praktiskt, på grund av följande specifika skäl.

Det ger en direkt visning om transistorn eller BJT är korrekt matchade eller inte.
Inga besvärliga multimetrar och ledningar är inblandade, så det är minsta besvär.
Multimätare använder batteriström som vid kritiska tidpunkter tenderar att bli uttömda, vilket hämmar testförfarandet.
Denna enkla krets kan användas för att testa och matcha transistorer i massproduktionskedjor, utan några problem eller problem.

Krets koncept

Det diskuterade konceptet är ett anmärkningsvärt verktyg som väl väljer transistorpar från alla möjliga möjligheter på kort tid.

Ett par transistorer kommer att 'matchas' om spänningen vid bas / emitter och strömförstärkning är identisk.

Graden av precision kan vara från 'vagt samma' till 'exakt' och kan justeras efter behov. Vi vet att hur mycket det är användbart att ha matchande transistorer för applikationer som differentialförstärkare eller termistorer.

Att söka efter liknande transistorer är ett avskydds- och beskattningsjobb. Ändå måste det ibland göras eftersom de parade transistorerna ofta används i differentiella förstärkare, särskilt när de används som termistorer.

Vanligtvis kontrolleras en hel del transistorer med en multimeter och deras värden registreras tills det inte finns något kvar att inspektera.

Lysdioderna tänds om det finns ett svar från transistorns U_VARAoch H_FE.

Kretsen lyftar tungt eftersom du bara behöver ansluta transistorpar och övervaka lamporna.

Totalt finns det tre lysdioder, den första låter dig veta om BJT No.1 är effektivare än BJT No.2, den andra lysdioden beskriver det motsatta. Den sista lysdioden erkänner att transistorerna verkligen är identiska.

Hur kretsen fungerar

Även om detta ser lite komplicerat ut, följer det en relativt direkt regel. Figur 1 visar en grundläggande typ av krets för bättre tydlighet.

De Transistorer under test (TUT) utsätts för en triangulär vågform. Avvikelserna mellan deras kollektorspänningar identifieras av ett par komparatorer och indikeras av lysdioderna. Det är hela konceptet.

I praktiken drivs de två BJT: erna som testas av identiska styrspänningar, som visas i figur 1.

Vi finner dock att deras samlarresistens är ganska annorlunda. R2_tilloch R2_bhar något större motstånd jämfört med R1, men R2_tillsom en enhet har ett mindre värde än R1. Detta är hela installationen av samplingskretsen.

Låt oss säga att de två transistorerna som testas är exakt desamma när det gäller U_VARAoch H_FE. Ingångsspänningens uppåtgående lutning kommer att slå på dem båda samtidigt och följaktligen kommer deras kollektorspänningar att falla.

Här, om ovanstående situation är pausad, skulle vi observera att den andra transistors kollektorspänning är lite lägre än den första transistorn eftersom hela kollektormotståndet är större.

Eftersom R2_tillhar ett lägre motstånd än R1, potentialen vid korsningen av R2_till/ R2_bkommer att vara marginellt större i motsats till transistor 1-samlaren.

Så, '+' -ingången från komparator 1 laddas positivt mot dess '-' -ingång. Det visar att utmatningen från K1 är PÅ och LED D1 tänds inte.

Samtidigt laddas '+' - ingången på K2 negativt mot dess '-' och på grund av detta kommer utgången att vara AV och LED D3 kommer också att förbli avstängd. När K1: s utgång är PÅ och K2 är AV, slås D2 PÅ för att visa att båda transistorerna är exakt samma och matchas.

Låt oss titta om TUT1 har en mindre UBE och / eller en större H_FEän TUT2. Vid den stigande kanten av den triangulära signalen faller kollektorspänningen för TUT1 snabbare än kollektorspänningen för TUT2.

Därefter svarar komparatorn K1 på samma sätt och '+' -ingången laddas positivt mot '-' -ingången, och följaktligen kommer dess utgång att vara hög. Eftersom TUT1: s låga kollektorspänning är kopplad till '-' -ingången på K2, kommer den att vara mindre än '+' -ingången som är ansluten till TUT2-samlaren.

Som ett resultat börjar produktionen av K2 öka. På grund av de två höga utgångarna från komparatorer misslyckas D1.

Eftersom D2 är länkad som D1 och mellan två höga nivåer tänds den inte heller. Båda dessa förhållanden gör att D3 tänds och därmed drar slutsatsen att förstärkningen av TUT1 är överlägsen TUT2.

Om TUT2-förstärkningen identifieras som den bästa av de två transistorerna, resulterar detta i att kollektorspänningen sjunker snabbare.

Därför spänningarna vid kollektorn och R2_till/ R2_bkorsningen blir mindre jämfört med kollektorspänningen för TUT1.

Sammanfattningsvis kommer en låg signal från '+' -ingångarna från komparatorerna att växla till låg i förhållande till '-' -ingången så att de två utgångarna kan vara låga.

“vad används datorportar till ”

På grund av detta tänds inte lysdioder, D2 och D3, men endast D1 tänds vid denna punkt, vilket signalerar att TUT2 har en bättre förstärkning än TUT1.

Kretsschema

Hela kretsschemat för BJT-paretestaren visas i figur 2. Komponenterna som finns i kretsen är en IC, typ TL084 som rymmer fyra FET-operationsförstärkare (opamps).

Schmitt-utlösaren A1 och en integrator är konstruerade runt A2 för att utveckla en standard triangulär våggenerator.

Som ett resultat matas en ingångsspänning till transistorerna som utvärderas. Opamps A3 och A4 fungerar som jämförare och deras respektive utgångar är de som reglerar lysdioderna D1, D2 och D3.

När vi inspekteras ytterligare vid sammansättningen av motstånd i kollektorns stift på de två transistorerna förstår vi anledningen till att använda en mindre komplex krets för att undersöka regeln.

Det ultimata schemat verkar vara väldigt komplicerat, eftersom en gängad dubbelpott (P1) introducerades för att förvalta det intervall där transistoregenskaperna tros vara exakt lika.

När P1 vrids längst till vänster tänds LED D3 vilket innebär att paret TUT kommer att vara detsamma med mindre än 1% skillnad.

Toleransen kan avvika med cirka 10% för det 'matchade paret' när potten roteras helt medurs.

Den övre gränsen för noggrannhet beror på värdena på motstånden R6 och R7, vilket är ett resultat av att motverka spänningen hos TL084 och spårningsprecisionen för P1a och P1b.

Dessutom kommer TUT: erna att reagera på temperaturförändringar, därför måste detta följas.

Till exempel, om transistorn hanterades av människor innan den anslogs till testaren, är resultaten inte 100% korrekta på grund av temperaturavvikelser. Och så rekommenderas det att fördröja den slutliga avläsningen tills transistorn har svalnat.

Strömförsörjning

En balanserad strömförsörjning är nödvändig för testaren. Eftersom matningsspänningens amplitud är irrelevant, fungerar kretsen bra med ± 9V, ± 7V eller till och med vid ± 12V. Ett enkelt par 9V batterier kan ge ström till kretsen eftersom strömförbrukningen är så lite som 25 mA.

Dessutom används denna typ av kretsar vanligtvis inte under mycket långa timmar. En fördel med att ha en batteridriven krets är att konstruktionen är ordnad och enkel att arbeta.

Tryckt kretskort

Figur 3 visar testkretsens kretskort. Med tanke på dess lilla storlek och mycket få komponenter är kretsens konstruktion ganska enkel. Allt som krävs är en standard-IC, två transistorfästen för TUT, några motstånd och tre LED-enheter. Det är viktigt att se till att motstånden R6 och R7 är 1% -typerna.