Ταιριάξτε ζεύγη τρανζίστορ γρήγορα χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα

Σε πολλές εφαρμογές κρίσιμου κυκλώματος, όπως ενισχυτές ισχύος, μετατροπείς, κ.λπ. καθίσταται απαραίτητη η χρήση ταιριαστών ζευγών τρανζίστορ που έχουν το ίδιο κέρδος hFE. Εάν δεν το κάνετε αυτό, δημιουργείται πιθανώς απρόβλεπτα αποτελέσματα εξόδου, όπως το ένα τρανζίστορ να θερμαίνεται από το άλλο ή οι ασύμμετρες συνθήκες εξόδου.

Από: David Corbill

Για να εξαλειφθεί αυτό, ταιριάζουν ζεύγη τρανζίστορ με τους Vbe και hFE προδιαγραφές γίνεται μια σημαντική πτυχή για τυπικές εφαρμογές.

Η ιδέα του κυκλώματος που παρουσιάζεται εδώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύγκριση δύο μεμονωμένων BJT, και έτσι να μάθετε ακριβώς ποια δύο ταιριάζουν απόλυτα όσον αφορά τις προδιαγραφές κέρδους τους.

Αν και αυτό γίνεται συνήθως με τη χρήση ψηφιακών πολυμέτρων, ένα απλό κύκλωμα όπως το προτεινόμενο tester αντιστοίχισης τρανζίστορ μπορεί να είναι πολύ πιο εύχρηστο, λόγω των ακόλουθων συγκεκριμένων λόγων.

1. Παρέχει μια άμεση οθόνη εάν το τρανζίστορ ή το BJT ταιριάζουν με ακρίβεια ή όχι.
2. Δεν περιλαμβάνονται πολύπλοκα πολυμέτρα και καλώδια, οπότε υπάρχει ελάχιστη ταλαιπωρία.
3. Τα Multi-Meters χρησιμοποιούν ισχύ μπαταρίας, η οποία σε κρίσιμες στιγμές τείνει να εξαντλείται, παρεμποδίζοντας τη διαδικασία δοκιμής.
4. Αυτό το απλό κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο και την αντιστοίχιση τρανζίστορ σε αλυσίδες μαζικής παραγωγής, χωρίς προβλήματα ή προβλήματα.

Έννοια κυκλώματος

Η ιδέα που συζητήθηκε είναι ένα αξιοσημείωτο εργαλείο που επιλέγει με ευκολία ζεύγος τρανζίστορ από κάθε είδους δυνατότητες σε ένα χρόνο.

Ένα ζεύγος τρανζίστορ θα «ταιριάζει» εάν η τάση στη βάση / πομπό και η τρέχουσα ενίσχυση είναι ίδια.

Η έκταση της ακρίβειας μπορεί να είναι από «αόριστα ίδια» έως «ακριβή» και μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με τις ανάγκες. Γνωρίζουμε ότι πόσο πολύ χρήσιμο είναι να έχουμε αντίστοιχα τρανζίστορ για εφαρμογές όπως διαφορικοί ενισχυτές ή θερμίστορ.

Η αναζήτηση παρόμοιων τρανζίστορ είναι μια αποθαρρυντική και φορολογική εργασία. Ακόμα, πρέπει να γίνεται περιστασιακά επειδή τα ζεύγη τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνά σε διαφορικούς ενισχυτές ειδικά όταν λειτουργούν ως θερμίστορ.

Συνήθως, πολλοί τρανζίστορ ελέγχονται χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο και οι τιμές τους καταγράφονται έως ότου δεν υπάρχει τίποτα για έλεγχο.

Τα LED ανάβουν εάν υπάρχει απόκριση από το τρανζίστορ U_ΕΙΝΑΙκαι Η_ΦΕ.

Το κύκλωμα κάνει τη βαριά ανύψωση καθώς απλά πρέπει να συνδέσετε τα ζεύγη τρανζίστορ και να παρακολουθήσετε τα φώτα.

Συνολικά, υπάρχουν τρία LED που το πρώτο σας ενημερώνει εάν το BJT No.1 είναι πιο αποδοτικό από το BJT No.2, το δεύτερο LED περιγράφει το αντίθετο. Το τελευταίο LED αναγνωρίζει ότι τα τρανζίστορ είναι όντως ίδια.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Αν και φαίνεται λίγο περίπλοκο, ακολουθεί έναν σχετικά άμεσο κανόνα. Το σχήμα 1 απεικονίζει έναν βασικό τύπο κυκλώματος για καλύτερη σαφήνεια.

ο Τρανζίστορ υπό δοκιμή (TUTs) υποβάλλονται σε τριγωνικό σχήμα κύματος. Οι αποκλίσεις μεταξύ των τάσεων συλλέκτη τους αναγνωρίζονται από ένα ζευγάρι συγκριτών και υποδεικνύονται από τα LED. Αυτή είναι η όλη ιδέα.

Στην πράξη, οι δύο υπό δοκιμή BJT τροφοδοτούνται από ίδιες τάσεις ελέγχου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Ωστόσο, διαπιστώνουμε ότι η αντίσταση των συλλεκτών τους είναι αρκετά διαφορετική. R2_{προς την}και R2_σιείναι κάπως μεγαλύτερες στην αντίσταση σε σύγκριση με το R1, αλλά το R2_{προς την}ως μία μονάδα έχει μικρότερη τιμή από το R1. Αυτή είναι η όλη ρύθμιση του κυκλώματος δειγματοληψίας.

Ας υποθέσουμε ότι τα δύο δοκιμαστικά τρανζίστορ είναι ακριβώς τα ίδια όσον αφορά το U_ΕΙΝΑΙκαι Η_ΦΕ. Η ανοδική κινούμενη κλίση της τάσης εισόδου θα ενεργοποιήσει και τα δύο ταυτόχρονα και κατά συνέπεια θα πέσουν οι τάσεις του συλλέκτη τους.

Εδώ, εάν σταματήσει η παραπάνω κατάσταση, θα παρατηρήσουμε ότι η τάση συλλέκτη του δεύτερου τρανζίστορ είναι ελαφρώς χαμηλότερη από το πρώτο τρανζίστορ, επειδή η αντίσταση του συλλέκτη είναι μεγαλύτερη.

Επειδή το R2_{προς την}έχει χαμηλότερη αντίσταση από το R1, το δυναμικό στη διασταύρωση του R2_{προς την}/ R2_σιθα είναι οριακά μεγαλύτερο σε αντίθεση με τον συλλέκτη του τρανζίστορ 1.

Έτσι, η είσοδος '+' του συγκριτή 1 θα φορτιστεί θετικά έναντι της εισόδου '-'. Αυτό δείχνει ότι η έξοδος του K1 θα είναι ON και το LED D1 δεν θα ανάψει.

Ταυτόχρονα, η είσοδος '+' του K2 θα φορτιστεί αρνητικά έναντι του '-' και λόγω αυτού η έξοδος θα είναι OFF και η LED D3 θα παραμείνει επίσης κλειστή. Όταν η έξοδος του K1 είναι ON και το K2 είναι OFF, το D2 θα ενεργοποιηθεί για να δείξει ότι και τα δύο τρανζίστορ είναι ακριβώς τα ίδια και ταιριάζουν.

Ας δούμε αν το TUT1 έχει μικρότερο UBE και / ή μεγαλύτερο H_ΦΕαπό το TUT2. Στην ανοδική άκρη του τριγωνικού σήματος, η τάση συλλέκτη του TUT1 θα πέσει γρηγορότερα από την τάση συλλέκτη του TUT2.

Στη συνέχεια, το συγκριτικό K1 θα ανταποκριθεί με τον ίδιο τρόπο και η είσοδος '+' θα φορτιστεί θετικά έναντι της εισόδου '-' και, κατά συνέπεια, η παραγωγή της θα είναι υψηλή. Επειδή η χαμηλή τάση συλλέκτη του TUT1 συνδέεται με την είσοδο '-' του K2, θα είναι μικρότερη από την είσοδο '+' που είναι συνδεδεμένη στον συλλέκτη του TUT2.

Ως αποτέλεσμα, η έξοδος του K2 αρχίζει να αυξάνεται. Λόγω των δύο υψηλών εξόδων των συγκριτών, το D1 δεν φωτίζει.

Επειδή το D2 συνδέεται όπως το D1 και μεταξύ δύο υψηλών επιπέδων, δεν θα ανάβει ούτε. Και οι δύο αυτές συνθήκες προκαλούν το φωτισμό D3 και συνεπώς καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το κέρδος του TUT1 είναι ανώτερο από το TUT2.

Σε περίπτωση που το κέρδος TUT2 αναγνωριστεί ως το καλύτερο από τα δύο τρανζίστορ, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την πτώση της τάσης του συλλέκτη πιο γρήγορα.

Επομένως, οι τάσεις στον συλλέκτη και το R2_{προς την}/ R2_σιΗ σύνδεση θα είναι μικρότερη σε σύγκριση με την τάση συλλέκτη του TUT1.

Συμπερασματικά, ένα χαμηλό σήμα των εισόδων '+' των συγκριτών θα αλλάξει σε χαμηλό σε σχέση με την είσοδο '-' επιτρέποντας στις δύο εξόδους να είναι χαμηλές.

Εξαιτίας αυτού, οι λυχνίες LED, D2 και D3 δεν θα ανάψουν, αλλά μόνο D1 θα ανάψει σε αυτό το σημείο, πράγμα που σημαίνει ότι το TUT2 έχει καλύτερο κέρδος από το TUT1.

Διάγραμμα κυκλώματος

Ολόκληρο το σχηματικό κύκλωμα του ελεγκτή ζεύγους BJT απεικονίζεται στο Σχήμα 2. Τα εξαρτήματα που βρίσκονται στο κύκλωμα είναι ένα IC, τύπου TL084 που φιλοξενεί τέσσερις λειτουργικούς ενισχυτές FET (opamps).

Η σκανδάλη Schmitt A1 και ένας ολοκληρωτής κατασκευάζονται γύρω από την Α2 για να αναπτύξουν μια τυπική τριγωνική γεννήτρια κυμάτων.

Ως αποτέλεσμα, παρέχεται τάση εισόδου στα υπό εξέταση τρανζίστορ. Τα Opamps A3 και A4 λειτουργούν ως συγκριτικά και οι αντίστοιχες εξόδους τους είναι αυτές που ρυθμίζουν τα LED D1, D2 και D3.

Όταν επιθεωρήσαμε περαιτέρω στην ένωση αντιστάσεων στους πείρους συλλογής των δύο τρανζίστορ, καταλαβαίνουμε τον λόγο να χρησιμοποιήσουμε ένα λιγότερο περίπλοκο κύκλωμα για να διερευνήσουμε τον κανόνα.

Το απόλυτο σχηματικό φαίνεται να είναι πολύ περίπλοκο, καθώς ένα συμπαγές διπλό δοχείο (P1) εισήχθη ως προεπιλογή το εύρος όπου τα χαρακτηριστικά τρανζίστορ πιστεύεται ότι είναι ακριβώς παρόμοια.

Όταν το P1 στρίψει αριστερά, το LED D3 θα ανάψει, πράγμα που σημαίνει ότι το ζεύγος TUTs θα είναι το ίδιο με διαφορά μικρότερη από 1%.

Η ανοχή μπορεί να αποκλίνει κατά περίπου 10% για το 'ταιριαστό ζεύγος' όταν το ποτ περιστρέφεται εντελώς προς τα δεξιά.

Το ανώτατο όριο ακρίβειας εξαρτάται από τις τιμές των αντιστάσεων R6 και R7, το οποίο είναι αποτέλεσμα αντιστάθμισης της τάσης του TL084 και της ακρίβειας παρακολούθησης των P1a και P1b.

Επιπλέον, τα TUTs θα ανταποκριθούν σε μεταβολές της θερμοκρασίας τους, επομένως αυτό πρέπει να τηρείται.

Για παράδειγμα, εάν το τρανζίστορ χειριζόταν από άτομα πριν το συνδέσει στον ελεγκτή, τα αποτελέσματα δεν είναι 100% ακριβή λόγω αποκλίσεων θερμοκρασίας. Και έτσι, συνιστάται να καθυστερήσετε την τελική ανάγνωση μέχρι να κρυώσει το τρανζίστορ.

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Απαιτείται ισορροπημένη παροχή ισχύος για τον ελεγκτή. Δεδομένου ότι το εύρος της τάσης τροφοδοσίας είναι άσχετο, το κύκλωμα λειτουργεί καλά με ± 9V, ± 7V ή ακόμη και στα ± 12V. Ένα απλό ζεύγος μπαταριών 9V μπορεί να παρέχει ισχύ στο κύκλωμα, επειδή η τρέχουσα κλήρωση είναι μόλις 25 mA.

Επιπλέον, αυτός ο τύπος κυκλωμάτων συνήθως δεν λειτουργεί για πολύ μεγάλες ώρες. Ένα πλεονέκτημα της ύπαρξης κυκλώματος με μπαταρία είναι ότι η κατασκευή είναι σωστή και εύχρηστη.

Τυπωμένη πλακέτα κυκλώματος

Το σχήμα 3 εμφανίζει την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του δοκιμαστικού κυκλώματος. Δεδομένου του μικρού μεγέθους και των πολύ λίγων εξαρτημάτων, η κατασκευή του κυκλώματος είναι αρκετά απλή. Το μόνο που απαιτείται είναι ένα τυπικό IC, δύο βάσεις τρανζίστορ για τα TUT, μερικές αντιστάσεις και τρεις μονάδες LED. Είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι οι αντιστάσεις R6 και R7 είναι οι τύποι 1%.