מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מדידת הפרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

המכשיר לבדיקת הפרמטרים העיקריים של טרנזיסטורי אפקט שדה בעלי הספק נמוך מבוסס על מולטימטרים דיגיטליים זולים, אולי אפילו עם מתגי גבול מדידה פגומים. זה צמצם את עלויות העבודה עבור התקנה וייצור של המבנה. קריאות דיגיטליות מקלות במקצת על השוואת טרנזיסטורים ובחירת זוגות לשלבים דיפרנציאליים. תלילות הטרנזיסטורים נקבעת על ידי החישוב הפשוט ביותר.

מטבע העבודה שלי, לעתים קרובות אני צריך לתקן מכשור עם טרנזיסטורי אפקט שדה. הם משמשים במאפננים, בשלבי קלט של מגברים באוסילוסקופים ובמדדי מתח דיגיטליים, התקני מיתוג וכו'. לדוגמה, במד המתח V7-38 מותקנים כ-30 טרנזיסטורים מסדרת KP301. טרנזיסטורים אלו רגישים מאוד לחשמל סטטי, ואי-ההתאמה הקלה ביותר לטכנולוגיית ההתקנה מובילה לכישלון שלהם. ניתן לבטל את רוב תקלות ההתקן הקשורות לכשל של טרנזיסטורי אפקט שדה על ידי החלפה פשוטה, אך אם משתמשים בטרנזיסטורים במפלים דיפרנציאליים או "סימטריים", יש לבחור אותם לפי הפרמטרים העיקריים.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

הפרמטרים העיקריים של טרנזיסטורי אפקט שדה כוללים את זרם הניקוז הראשוני, מתח הניתוק והשיפוע. ניתן לקבוע אותם, ולכן, לקבל החלטה על התאמתו של טרנזיסטור אפקט שדה לשימוש, באמצעות מכשיר שהמעגל שלו מוצג באיור. 1. על ידי שינוי מתח השער ושליטה בזרם הניקוז, ניתן לברר את כל שלושת הפרמטרים הבסיסיים. עבור טרנזיסטורים של צומת p-n או שער IGBT עם ערוץ מובנה, זרם הניקוז ההתחלתי ISnat הוא זרם הניקוז במתח שער אפס. מתח הניתוק U3uots הוא מתח השער שבו זרם הניקוז מגיע לערך קרוב לאפס. שיפוע המאפיין מוגדר כיחס בין השינוי בזרם הניקוז ΔIC (mA) לשינוי במתח בין השער למקור ΔUzi (V) שגרם לו: לא קשה.

תלילות S של טרנזיסטור אפקט שדה עם צומת p-n בקרה תלויה במתח השער U3i ויש לו ערך מרבי Smax במתח שער של אפס. אם נמדדים ערכי זרם הניקוז הראשוני ISnach ומתח הניתוק U3uots. ניתן להעריך את התלולות בקירוב על ידי הנוסחאות:

Smax \u2d XNUMXIsnach / Uziots

S = √Isnach Ic/Uziots

כאשר המתח הוא בוולט, הזרם הוא במיליאמפר, השיפוע הוא ב-mA/V [1].

עבור טרנזיסטורי שער מבודדים, ניתן לחשב את השיפוע בזרם הניקוז Ic ובמתח Uzi על ידי הנוסחה

S = 2Ic/|Uzi - Uziots|

כאשר UZIots - מתח חיתוך או מתח סף (עבור טרנזיסטורים עם שער מושרה).

על בסיס הפריסה של מכשיר זה, נוצר מכשיר למדידה תפעולית של הפרמטרים העיקריים של טרנזיסטורי אפקט שדה וניטור הביצועים שלהם.

характеристики Технические

מתח שער נמדד, V ............-12...+12
רזולוציה של מד המתח, mV ........... 10
זרם ניקוז נמדד, mA. .-20... +20
רזולוציית המיליאמפר, μA .......... 10
טעות מדידה IFirst ועוזי, %, לא יותר ...........1
צריכת זרם של המכשיר, mA, לא יותר מ ................. 60

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

למכשיר יש הגנה על הטרנזיסטור שנבדק מפני נזק.

מעגל המונה מוצג באיור. 2. כדי לשנות את מתח השער של הטרנזיסטור, נעשה שימוש נגד משתנה R2, המחובר לספק כוח דו קוטבי 2x12 V, המאפשר לקבל את המאפיין של השיפוע של כל טרנזיסטור אפקט שדה בעל הספק נמוך עם שניהם n -ערוץ ו-p-channel. יש צורך בנגד R3 כדי להגביל את זרם השער. הקוטביות של המתח על הניקוז משתנה על ידי המתג SB1. כדי למנוע עומס יתר על המיליאממטר, נעשה שימוש במגביל זרם בטרנזיסטור VT1 ובנגד R1. ההגבלה מתרחשת ב-25 mA מכיוון שהזרם המרבי הנמדד מוגדר ל-20 mA. גשר דיודה VD1 מספק את פעולת המגביל בכל כיוון של זרם הניקוז. ממסרים K1 ו-K2 מונעים כשל בטרנזיסטור אפקט השדה הנמדד מחשמל סטטי: עד לחיצה על כפתור "מדידה" SB2, פיתול הממסר כבוי, והמגעים לחיבור הטרנזיסטור סגורים זה לזה ול- חוט משותף. במהלך המדידה, לוחצים על הכפתור והטרנזיסטור מחובר למעגלי המדידה דרך מגעי הממסר. נורית HL1 מציינת שתהליך המדידה בעיצומו.

החלק העיקרי של המכשיר - מיליאממטר PA1 ומד מתח PV1 - מורכב מיחידות מוכנות של מולטימטרים M890D. הבסיס של המולטימטרים הללו הוא שבב ICL7106 הידוע. מכשירים אלה נבחרים עבור הדיור הגדול והנוח שלהם כדי להפחית את עלויות העבודה בייצור מד הפרמטר. הממיר האנלוגי לדיגיטלי (ADC) של המולטימטר מופעל מאספקת חשמל דו קוטבית +5/-5 V, הנדרשת עבור שבבי ADC וחלקים אחרים של המכשיר. לשבב ADC יש יכולת זו אם המולטימטר משתנה כפי שמוצג בקטע המעגל באיור. 3 (מספור האלמנטים מותנה).

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

במתג הראשי המשמש עם סוללה, פינים 30,32, 35 ו-30 מחוברים זה לזה. עם כוח דו-קוטבי, פין 30 (מעגל ה-ADC ברמה נמוכה) מנותק מנקודה זו. במקרה זה, המיקרו-מעגל מודד את הפרש הפוטנציאל בין פינים 31 ו-2, בעוד שכניסת ה-ADC מנותקת ממעגלי החשמל. התנאי היחיד הוא שהמתח בכל אחד ממעגלי המדידה לא יעלה על מתח אספקת ה-ADC ביחס לחוט המשותף. עידון כזה מתואר ב [XNUMX].

עם שינויים מינימליים, המיקרו-מעגל מספק מדידות מתח של עד 200 mV ללא מחלקים. כדי לבנות מד מתח עם מגבלה של 20 וולט, הכרחי למדידת מתח השער, נעשה שימוש במחלק 1:100, המורכב מנגדים R5 ו-R6. כדי לבנות מיליאממטר עם מגבלת מדידה של 20 mA, נעשה שימוש נגד R7. בזרם של 20 mA יורד על פניו מתח של 200 mV, הנמדד על ידי ה-ADC. מיליאממטר מותקן במעגל המקור ומודד את זרם הטרנזיסטור. החלטה זו מוכתבת על ידי חוסר האפשרות למדוד את הזרם במעגל הניקוז, מכיוון שבמסופי המדידה של המיליאמפר עשוי להיות מתח העולה על מתח האספקה לשבב ה-ADC. מד המתח מחובר בין השער למקור, כך שזרם בעל ערך מרבי של לא יותר מ-5 μA יזרום דרך המחלק R6R12, מה שיגרום לשגיאה בקריאת המיליאממטר של יחידה אחת מסדר נמוך, שמסתבר. להיות חסר משמעות.

התוכנית של יחידת אספקת החשמל של המכשיר מוצגת באיור. ארבע.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

כדי להוריד את מתח החשמל ל-12 V, נעשה שימוש בשנאי T1. יתר על כן, מתח החילופין מתוקן על ידי גשר הדיודה VD1 ומסונן על ידי קבלים C1, C2. מייצבי מתח דו-קוטביים + 12 / -12V הם מיקרו-מעגלים DA1, DA2. מתח דו קוטבי +5 / -5 V מייצב את המיקרו-מעגלים DA3 ו-DA4. המייצבים מחוברים בסדרה כדי להפחית את מפל המתח על פני המייצבים DA3 ו-DA4. התוכנית של ספק כוח דו-קוטבי יכולה להיות כל אחרת; אפשר אפילו להשתמש באספקת חשמל אוטונומית, למשל, מסוללות Korund. כדי לעשות זאת, תצטרך להוסיף ממיר מתח סוללה לזה הדרוש כדי להפעיל את שאר המונה.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

פרטים ועיצוב. ניתן להשתמש בחלקים הבאים במכשיר. נגדים R5-R7 - C2-29 או אחרים עם סובלנות של לא יותר מ ± 0,5%, אם כי הדירוגים עשויים להיות שונים מאלה המצוינים בתרשים; העיקר הוא יציבות ההתנגדות. הנגדים הנותרים הם כל אחד, למשל MLT0.125. נגד משתנה R2 - רב-סיבוב, למשל, RP1-53 או מיועד להתאמה מדויקת (לפי מעגל גס) - SP5-35, SP5-40.

אם אתה לא מוצא אחד, ניתן להחליף נגדים R2 ו-R3 באנלוגי - צומת של שני משתנים ושני נגדים קבועים, כפי שנעשה בתכנון שלי. התרשים של צומת כזה מוצג באיור. 5. הנגד R1 קובע את המתח בצורה גסה, ו-R2 במדויק.

ניתן להחליף את ה-LED באחרים, למשל, מסדרת AL 102, AL307, KIPD, טוב יותר מהצבע האדום של הזוהר. גשרי דיודה - KTs407 עם כל אות, במקומם ניתן להשתמש בדיודות סיליקון נפרדות עם זרם ממוצע מותר של לפחות 200 mA במיישר ו-100 mA במגביל הזרם. כדי לפשט את העיצוב, נעשה שימוש במיקרו-מעגלים של מייצבים משולבים 7812, 7912, 7805 ו-7905, שהאנלוגים הביתיים שלהם הם KR142EN8B, KR1162EN12A, KR142EN5A ו-KR1162EN5A, בהתאמה.

ממסר - RES60 (גרסה RS4.569.435-07) או דומה עם שתי קבוצות מגעים למיתוג.

שנאי רשת T1 - כל אחד המספק מתחי מוצא של 2x 15 V וזרם של לפחות 100 mA, ניתן לקחת אותו ממתאם רשת בהספק של לפחות 6 וואט. הפיתול המשני של שנאי כזה מסובב מחדש כדי להשיג את המתח הדו-קוטבי הרצוי. השנאי והמיישר ממוקמים במארז המתאם, ורכיבי המייצבים ממוקמים במארז המכשיר. המכשיר מחובר למתאם באמצעות כבל תלת חוטי.

המונה כולו מורכב במקרה של אחד המולטימטרים. במהלך ייצור המכשיר נפתחו המולטימטרים ולאחר הסרת חלקים מיותרים מהלוחות הם שולבו במקרה אחד, כפי שמוצג באיור. 6.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

חלקים נוספים - נגדי מחלקים, מתג וכו' - מוסרים (לכן, הסיבה לייצור מכשיר כזה עשויה להיות פגם קטלני במתג של מולטימטר כזה). הם משאירים רק חלק מהלוח עם שבב ICL7106, מחוון, רכיבי "רצועה" של השבב והמחוון, וכפתורי הפעלה שיפעלו כמתגים SB1, SB2. יש לחתוך את המוליכים המודפסים המובילים למתגים אלה.

הכיסוי התחתון של המולטימטר אינו נתון לעיבוד, אך יהיה צורך לשנות את הכיסוי העליון. עבור מכשיר אחד, המכסה נחתך כך שנשאר רק החלק עם המחוון והלחצן. האמצע של השני נחתך במקום שבו ממוקם מתג הגבול, והחלק החתוך של המבנה של המכשיר הראשון מודבק למקום הזה. בעת חיתוך חלקים מהכיסויים העליונים, שמור את המתלים שאליהם מוברגים ברגים עם הקשה עצמית, מהדקים את המכסה העליון והתחתון. למעלה, ליד הכפתור, מחובר נגד שמווסת את המתח בשער. מחבר לחיבור טרנזיסטורי אפקט שדה מותקן בתחתית. לוח קולט עבור מעגלים מיקרו משמש כמחבר. אמצע הלוח נחתך ומספר מגעים מודבקים זה לזה. הבחירה בפנל קולט נובעת מההתנגדות הגבוהה שלו לבלאי.

בעיצוב שלי נעשה שימוש בלוח קטן עשוי טקסטוליט פויל שעליו מותקנים פאנל, לד וממסר. בתורו, הלוח מחובר ללוח הקדמי עם שני ברגים. חורים נוספים בפאנל הקדמי אטומים בצלחת פלסטיק או קרטון חשמלי חתוכה לגודל, עליה מודבקת השכבה המודפסת על המדפסת, המראה שלה מוצג באיור. 7.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

לרוב הטרנזיסטורים יש גוף גלילי עם תווית מפתח לזיהוי הפינים. המגעים של המחבר לחיבור טרנזיסטורי אפקט שדה מחוברים זה לזה לפי ייעודם באופן שלכל סוג טרנזיסטור יש מקום משלו ללא צורך לציין את ה-pinout. בגרסה המוצעת, הטרנזיסטורים מותקנים כשהמפתח למעלה. חיבורים של פלט נפרד של בית הטרנזיסטור עם המקור, והשער השני של הטרנזיסטורים מסדרת KP306, KP350 עם הניקוז מסופקים דרך המחבר עם מגשרים בין השקעים המתאימים. המראה של המכשיר המוגמר מוצג באיור. שמונה.

מדידת פרמטרים של טרנזיסטורי אפקט שדה
איור. מספר

לפני הפעלת המכשיר בפעם הראשונה, עליך לבדוק את ערכי מתח המוצא של המייצב. הגדרת המכשיר מורכבת מהגדרת מגביל הזרם והגדרת מתחי הייחוס של המיליאממטר ומד המתח. כדי להגדיר את המגביל, עליך לחבר מיליאממטר סטנדרטי בין המגעים "C" ו-"I" של המחבר לחיבור הטרנזיסטור הנמדד, לחץ על כפתור "מדידה" ובחר נגד R1, השגת קריאה של 25... 30 mA. אתה יכול לבחור את הטרנזיסטור מראש לפי הפרמטר המגביל הנוכחי, ואז הנגד R1 מוחלף במגשר. לאחר מכן, מיליאממטר סטנדרטי מחובר בסדרה עם נגד משתנה לאותם מגעים, הזרם מוגדר ל-10 mA, ונגד כוונון מתח הייחוס משמש כדי להשיג את אותן קריאות במיליאממטר של המכשיר. כדי לכוונן את מד המתח, מד מתח ייחוס מחובר למסופים "3" ו- "I", מתח השער מוגדר ל-10 V באמצעות הנגד של המכשיר, ואותן קריאות נקבעות באמצעות הנגד לכוונון מד המתח של המכשיר.

בשל העובדה ש-FETs עלולים להינזק מחשמל סטטי, ניתן להמליץ על ההליך הבא להפעלת המכשיר. לפני החיבור, יש לסגור את כל היציאות של טרנזיסטור אפקט השדה עם מגשר חוט ביניהם. סוג מוליכות הערוץ נקבע במכשיר (ערוץ n או p), כפתור "מדידה" נלחץ. טרנזיסטור אפקט השדה מחובר לשקע שלו, המגשר מוסר מהטרמינלים, כפתור "מדידה" נלחץ והפרמטרים שלו נשלטים. לאחר המדידה, לחץ על הכפתור, סגור את מובילי הטרנזיסטור זה לזה והסר את הטרנזיסטור מהשקע.

בעזרת המכשיר קל לאבחן כל סוג של תקלה של טרנזיסטורי אפקט שדה. כפי שהראה בפועל, רוב תקלות הטרנזיסטור מסתכמות לזרם דליפה גדול של שער, תקלה או ערוץ פתוח, או שבירה פנימית באחד הטרמינלים. אם בעת לחיצה על כפתור "מדידה" המתח בשער יורד בהשוואה לערך שנקבע, אז ישנה זליגה של זרם מהשער. קריאת המיליאממטר לא תהיה אפס בשום מתח שער. בכל שאר המקרים, חוסר היכולת למדוד את זרם הניקוז הראשוני ומתח הניתוק מעיד על תקלה במכשיר המוליך למחצה הנמדד.

ספרות

Titze U., Shenk K. מעגלי מוליכים למחצה. - מ.: מיר, 1983.
Sadchenkov D. A. מולטימטרים דיגיטליים מודרניים. - מ.: SOLON-R, 2001.

מחבר: ו' אנדריושקביץ', טולה; פרסום: radioradar.net

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

איכות הבשר הנא תיקבע באמצעות צילום רנטגן 15.06.2015

מומחי ארגון המחקר SINTEF (נורווגיה) פיתחו טכנולוגיה לבדיקת איכות הבשר הנא באמצעות קרני רנטגן.

המערכת החדשה מסוגלת לקבוע את קשיחות הבשר, תכולת המים, החיידקים והגופים הזרים שבו. צפיפות סיבי השריר ורקמת החיבור, האחראים על הנוקשות, נבדקת באמצעות צילומי רנטגן חלשים.

שיטה זו מאפשרת גם לקבוע את יכולתו של בשר לשמור על מים, המתבטאת בעסיסיות המוצר המבושל. תוצאות הבדיקה של אב טיפוס של צילום רנטגן לתעשיית המזון הראו שאפשר לחלק אפילו חתיכת בשר אחת לשתיים או שלוש דרגות קשיות.

המערכת יכולה לשמש גם סוכנויות ממשלתיות לבקרת מזון כדי לזהות זיהום חיידקי ולהסיר מייד קבוצות נגועים של מוצרי בשר משוק הצרכנים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סמארטפונים Prestigio MultiPhone

▪ פוטוסינתזה מלאכותית

▪ דבורים בשדה התעופה

▪ מקלטי GNSS של סוני CXD5600GF ו-CXD5601GG

▪ דיסקים אופטיים חדשים לטלפונים סלולריים מהדור החדש

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר שיחות וסימולטורים אודיו. מבחר מאמרים

▪ מאמר לניצחון יש אלף אבות, אבל תבוסה היא תמיד יתומה. ביטוי עממי

▪ מאמר מי המציא את העט? תשובה מפורטת

▪ מאמר Tumbleweed. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר אפשרויות לסיוע לנפגעי התחשמלות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר טבעת AMIDON ליבות מגנטיות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר