Medição de parâmetros de transistores de efeito de campo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição

 Comentários do artigo

O dispositivo para verificar os principais parâmetros de transistores de efeito de campo de baixa potência é baseado em multímetros digitais baratos, possivelmente mesmo com interruptores de limite de medição defeituosos. Isso minimizou os custos de mão de obra para instalação e fabricação da estrutura. As leituras digitais tornam um pouco mais fácil comparar transistores e selecionar pares para estágios diferenciais. A inclinação dos transistores é determinada pelo cálculo mais simples.

Pela natureza do meu trabalho, muitas vezes tenho que consertar instrumentação com transistores de efeito de campo. Eles são usados ​​em moduladores, estágios de entrada de amplificadores em osciloscópios e voltímetros digitais, dispositivos de comutação, etc. Por exemplo, cerca de 7 transistores da série KP38 são instalados no voltímetro V30-301. Esses transistores são muito sensíveis à eletricidade estática, e a menor não conformidade com a tecnologia de instalação leva ao seu fracasso. A maioria das avarias do dispositivo associadas à falha dos transistores de efeito de campo podem ser eliminadas por uma simples substituição, mas se os transistores forem usados ​​em cascatas diferenciais ou "simétricas", eles devem ser selecionados de acordo com os parâmetros principais.

Fig. 1

Os principais parâmetros dos transistores de efeito de campo incluem a corrente de dreno inicial, a tensão de corte e a inclinação. É possível determiná-los e, portanto, tomar uma decisão sobre a adequação de um transistor de efeito de campo para uso, usando um dispositivo cujo circuito é mostrado na Fig. 1. Alterando a tensão da porta e controlando a corrente de dreno, você pode descobrir todos os três parâmetros básicos. Para transistores com porta de junção p-n ou porta isolada e canal embutido, a corrente de dreno inicial ISnat é a corrente de dreno na tensão de porta zero. A tensão de corte U3uots é a tensão de porta na qual a corrente de dreno atinge um valor próximo de zero. A inclinação da característica é definida como a razão da mudança na corrente de dreno ΔIC (mA) para a mudança na tensão entre a porta e a fonte ΔUzi (V) que a causou: não é difícil.

A inclinação S de um transistor de efeito de campo com uma junção p-n de controle depende da tensão de porta U3i e tem um valor máximo Smax em uma tensão de porta igual a zero. Se os valores da corrente de dreno inicial ISnach e a tensão de corte U3uots forem medidos. a inclinação pode ser aproximadamente estimada pelas fórmulas:

Smax \u2d XNUMXIsnach / Uziots

S = √Isnach Ic/Uziots

onde a tensão está em volts, a corrente está em miliamperes, a inclinação está em mA/V [1].

Para transistores de porta isolada, a inclinação na corrente de dreno Ic e tensão Uzi pode ser calculada pela fórmula

S = 2Ic/|Uzi - Uziots|

onde UZIots - tensão de corte ou tensão limite (para transistores com uma porta induzida).

Com base no layout deste dispositivo, foi feito um dispositivo para a medição operacional dos principais parâmetros dos transistores de efeito de campo e monitoramento de seu desempenho.

características técnicas

Tensão de porta medida, V ............-12...+12
Resolução do voltímetro, mV ........... 10
Corrente de dreno medida, mA. .-20... +20
Resolução do miliamperímetro, μA .......... 10
Erro de medição IFirst e Uzi, %, não mais ...........1
Consumo atual do dispositivo, mA, não superior a .................. 60

Fig. 2

O dispositivo tem proteção do transistor testado contra danos.

O circuito do medidor é mostrado na fig. 2. Para alterar a tensão de porta do transistor, é utilizado um resistor variável R2, conectado a uma fonte de alimentação bipolar 2x12 V, que permite obter a característica da inclinação de qualquer transistor de efeito de campo de baixa potência com ambos n -canal e p-canal. O resistor R3 é necessário para limitar a corrente da porta. A polaridade da tensão no dreno é alterada pela chave SB1. Para evitar a sobrecarga do miliamperímetro, foi utilizado um limitador de corrente no transistor VT1 e no resistor R1. A limitação ocorre em 25 mA porque a corrente máxima mensurável é definida em 20 mA. A ponte de diodos VD1 proporciona a ação do limitador em qualquer direção da corrente de dreno. Os relés K1 e K2 evitam a falha do transistor de efeito de campo medido por eletricidade estática: até que o botão "Medição" SB2 seja pressionado, o enrolamento do relé é desligado e os contatos para conectar o transistor são fechados um ao outro e a um fio comum. Durante a medição, o botão é pressionado e o transistor é conectado aos circuitos de medição através dos contatos do relé. O LED HL1 indica que o processo de medição está em andamento.

A parte principal do dispositivo - miliamperímetro PA1 e voltímetro PV1 - é montada a partir de unidades prontas de multímetros M890D. A base desses multímetros é o conhecido chip ICL7106. Esses instrumentos são selecionados por seu alojamento grande e conveniente para reduzir os custos de mão de obra na fabricação do medidor de parâmetros. O conversor analógico-digital (ADC) do multímetro é alimentado por uma fonte de alimentação bipolar +5/-5 V, necessária para os chips ADC e outras partes do dispositivo. O chip ADC tem esta capacidade se o multímetro for modificado conforme mostrado no fragmento do circuito na Fig. 3 (a numeração dos elementos é condicional).

Fig. 3

No interruptor principal usado com energia da bateria, os pinos 30,32, 35 e 30 são conectados juntos. Com alimentação bipolar, o pino 30 (o circuito ADC de baixo nível) é desconectado deste ponto. Neste caso, o microcircuito mede a diferença de potencial entre os pinos 31 e 2, enquanto a entrada ADC é desacoplada dos circuitos de potência. A única condição é que a tensão em qualquer um dos circuitos de medição não deve exceder a tensão de alimentação ADC em relação ao fio comum. Tal refinamento é descrito em [XNUMX].

Com modificações mínimas, o microcircuito fornece medições de tensão de até 200 mV sem divisores. Para construir um voltímetro com limite de 20 V, necessário para medir a tensão da porta, foi utilizado um divisor 1:100, composto pelos resistores R5 e R6. Para construir um miliamperímetro com limite de medição de 20 mA, é utilizado o resistor R7. A uma corrente de 20 mA, cai uma tensão de 200 mV, que é medida pelo ADC. Um miliamperímetro é instalado no circuito fonte e mede a corrente do transistor. Esta decisão é ditada pela impossibilidade de medir a corrente no circuito dreno, pois nos terminais de medição do miliamperímetro pode haver uma tensão superior à tensão de alimentação do chip ADC. O voltímetro é conectado entre a porta e a fonte, de modo que uma corrente com valor máximo não superior a 5 μA fluirá através do divisor R6R12, o que causará um erro nas leituras do miliamperímetro de uma unidade de ordem inferior, o que acontece ser insignificante.

O esquema da fonte de alimentação do dispositivo é mostrado na fig. quatro.

Fig. 4

Para baixar a tensão da rede para 12 V, é utilizado um transformador T1. Além disso, a tensão alternada é retificada pela ponte de diodos VD1 e filtrada pelos capacitores C1, C2. Estabilizadores de tensão bipolar + 12 / -12V são microcircuitos DA1, DA2. A tensão bipolar +5 / -5 V estabiliza os microcircuitos DA3 e DA4. Os estabilizadores são conectados em série para reduzir a queda de tensão nos estabilizadores DA3 e DA4. O esquema de uma fonte de alimentação bipolar pode ser qualquer outro; é ainda possível usar fonte de alimentação autônoma, por exemplo, de baterias Korund. Para fazer isso, você precisará adicionar um conversor de voltagem da bateria ao necessário para alimentar o restante do medidor.

Fig. 5

Detalhes e projeto. As seguintes peças podem ser usadas no dispositivo. Resistores R5-R7 - C2-29 ou outros com tolerância não superior a ± 0,5%, embora as classificações possam diferir das indicadas no diagrama; o principal é a estabilidade da resistência. Os resistores restantes são quaisquer, por exemplo MLT0.125. Resistor variável R2 - multi-voltas, por exemplo, RP1-53 ou projetado para ajuste de precisão (de acordo com um circuito grosso) - SP5-35, SP5-40.

Se você não encontrar um, os resistores R2 e R3 podem ser substituídos por um análogo - um nó de duas variáveis ​​e dois resistores constantes, como é feito no meu projeto. O diagrama de tal nó é mostrado na Fig. 5. O resistor R1 ajusta a tensão grosseiramente e R2 precisamente.

O LED pode ser substituído por outros, por exemplo, da série AL 102, AL307, KIPD, melhor que a cor vermelha do brilho. Pontes de diodo - KTs407 com qualquer letra, em vez deles, você pode usar diodos de silício separados com uma corrente média permitida de pelo menos 200 mA no retificador e 100 mA no limitador de corrente. Para simplificar o projeto, são usados ​​os microcircuitos estabilizadores integrados 7812, 7912, 7805 e 7905, cujos análogos domésticos são KR142EN8B, KR1162EN12A, KR142EN5A e KR1162EN5A, respectivamente.

Relé - RES60 (versão RS4.569.435-07) ou similar com dois grupos de contatos para comutação.

Transformador de rede T1 - qualquer um que forneça tensões de saída de 2x 15 V e uma corrente de pelo menos 100 mA, pode ser retirado de um adaptador de rede com potência de pelo menos 6 watts. O enrolamento secundário de tal transformador é rebobinado para obter a tensão bipolar desejada. O transformador e o retificador são colocados na caixa do adaptador e os elementos estabilizadores estão localizados na caixa do dispositivo. O dispositivo é conectado ao adaptador com um cabo de três fios.

Todo o medidor é montado no caso de um dos multímetros. Durante a fabricação do dispositivo, os multímetros foram abertos e, após a retirada de partes desnecessárias das placas, foram combinados em uma única caixa, conforme mostra a Fig. 6.

Fig. 6

Peças extras - resistores divisores, uma chave, etc. - são removidas (portanto, o motivo da fabricação de tal dispositivo pode ser um defeito fatal na chave desse multímetro). Eles deixam apenas parte da placa com o chip ICL7106, indicador, elementos "strapping" do chip e indicador, e botões liga/desliga que funcionarão como interruptores SB1, SB2. Os condutores impressos que levam a esses interruptores devem ser cortados.

A tampa inferior do multímetro não está sujeita a processamento, mas a tampa superior deverá ser modificada. Para um dispositivo, a tampa é cortada para que fique apenas a parte com o indicador e o botão. O meio do segundo é recortado onde está localizada a chave fim de curso, e a parte recortada da estrutura do primeiro dispositivo é colada neste local. Ao recortar peças das tampas superiores, guarde os racks nos quais são aparafusados ​​​​os parafusos auto-roscantes que fixam as tampas superior e inferior. Na parte superior, próximo ao botão, é acoplado um resistor que regula a tensão no portão. Um conector para conectar transistores de efeito de campo está instalado na parte inferior. Um painel de pinça para microcircuitos é usado como conector. O meio do painel é cortado e vários contatos são colados. A escolha do painel pinça se deve à sua alta resistência ao desgaste.

No meu projeto, foi usada uma pequena placa feita de textolite de folha, na qual estão instalados um painel, um LED e um relé. Por sua vez, a placa é fixada ao painel frontal com dois parafusos. Os orifícios extras no painel frontal são selados com uma placa de plástico ou papelão elétrico cortada no tamanho, na qual a sobreposição impressa na impressora é colada, sua aparência é mostrada na Fig. 7.

Fig. 7

A maioria dos transistores tem um corpo cilíndrico com um rótulo de chave para identificar os pinos. Os contatos do conector para conexão de transistores de efeito de campo são interligados de acordo com sua finalidade de forma que cada tipo de transistor tenha seu próprio lugar sem a necessidade de especificar a pinagem. Na versão proposta, os transistores são instalados com a chave para cima. As conexões de uma saída separada da caixa do transistor para a fonte e a segunda porta de transistores da série KP306, KP350 - para o dreno são fornecidas através do conector com jumpers entre os soquetes correspondentes. A aparência do dispositivo acabado é mostrada na Fig. oito.

Fig. 8

Antes de ligar o dispositivo pela primeira vez, é necessário verificar os valores da tensão de saída do estabilizador. A configuração do dispositivo consiste em configurar o limitador de corrente e definir as tensões de referência do miliamperímetro e do voltímetro. Para configurar o limitador, é necessário conectar um miliamperímetro padrão entre os contatos “C” e “I” do conector de conexão do transistor que está sendo medido, pressionar o botão “Medição” e selecionar o resistor R1, obtendo uma leitura de 25... 30mA. Você pode selecionar o transistor antecipadamente de acordo com o parâmetro de limitação de corrente e, em seguida, o resistor R1 é substituído por um jumper. Em seguida, um miliamperímetro padrão é conectado em série com um resistor variável aos mesmos contatos, a corrente é ajustada para 10 mA e o resistor de ajuste de tensão de referência é usado para obter as mesmas leituras no miliamperímetro do instrumento. Para ajustar o voltímetro, um voltímetro padrão é conectado aos terminais “3” e “I”, a tensão da porta é ajustada para 10 V usando o resistor do dispositivo, e as mesmas leituras são definidas usando o resistor de ajuste do voltímetro do dispositivo.

Devido ao fato de que os FETs podem ser danificados por eletricidade estática, o procedimento a seguir para operar o instrumento pode ser recomendado. Antes de conectar, todas as saídas do transistor de efeito de campo devem ser fechadas com um jumper de fio entre elas. O tipo de condutividade do canal é definido no dispositivo (canal n ou p), o botão "Medição" é pressionado. O transistor de efeito de campo é conectado ao seu soquete, o jumper é removido dos terminais, o botão "Medição" é pressionado e seus parâmetros são controlados. Após a medição, pressione o botão, feche os terminais do transistor e remova o transistor do soquete.

Com a ajuda do dispositivo, é fácil diagnosticar qualquer tipo de mau funcionamento dos transistores de efeito de campo. Como a prática tem mostrado, a maioria dos defeitos do transistor se resume a uma grande corrente de fuga no portão, uma ruptura ou canal aberto, ou uma ruptura interna em um dos terminais. Se, ao pressionar o botão "Medição", a tensão no portão diminuir em relação ao valor definido, há um vazamento de corrente do portão. A leitura do miliamperímetro não será zero em nenhuma tensão de porta. Em todos os outros casos, a incapacidade de medir a corrente de dreno inicial e a tensão de corte indica um mau funcionamento do dispositivo semicondutor medido.

Literatura

1. Titze U., Shenk K. Circuitos semicondutores. - M.: Mir, 1983.
2. Sadchenkov D. A. Multímetros digitais modernos. - M.: SOLON-R, 2001.

Autor: V. Andryushkevich, Tula; Publicação: radioradar.net

Veja outros artigos seção Tecnologia de medição.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

O ruído do trânsito atrasa o crescimento dos pintinhos 06.05.2024

Os sons que nos rodeiam nas cidades modernas estão a tornar-se cada vez mais penetrantes. No entanto, poucas pessoas pensam em como esse ruído afeta o mundo animal, especialmente criaturas delicadas como os filhotes que ainda não nasceram dos ovos. Pesquisas recentes estão lançando luz sobre esta questão, indicando sérias consequências para o seu desenvolvimento e sobrevivência. Os cientistas descobriram que a exposição de filhotes de zebra-diamante ao ruído do tráfego pode causar sérias perturbações ao seu desenvolvimento. Experimentos mostraram que a poluição sonora pode atrasar significativamente a eclosão, e os pintinhos que emergem enfrentam uma série de problemas que promovem a saúde. Os pesquisadores também descobriram que os efeitos negativos da poluição sonora se estendem às aves adultas. As probabilidades reduzidas de reprodução e a fertilidade reduzida indicam os efeitos a longo prazo que o ruído do tráfego tem sobre a vida selvagem. Os resultados do estudo destacam a necessidade ... >>

Alto-falante sem fio Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

No mundo da tecnologia de áudio moderna, os fabricantes buscam não apenas uma qualidade de som impecável, mas também uma combinação de funcionalidade com estética. Um dos mais recentes passos inovadores nesta direção é o novo sistema de alto-falantes sem fio Samsung Music Frame HW-LS60D, apresentado no evento 2024 World of Samsung. O Samsung HW-LS60D é mais do que apenas um sistema de alto-falantes, é a arte do som estilo quadro. A combinação de um sistema de 6 alto-falantes com suporte Dolby Atmos e um design elegante de moldura fotográfica torna este produto o complemento perfeito para qualquer interior. O novo Samsung Music Frame apresenta tecnologias avançadas, incluindo Áudio Adaptativo, que oferece diálogos claros em qualquer nível de volume, e otimização automática da sala para uma reprodução de áudio rica. Com suporte para conexões Spotify, Tidal Hi-Fi e Bluetooth 5.2, bem como integração de assistente inteligente, este alto-falante está pronto para satisfazer seu ... >>

Uma nova maneira de controlar e manipular sinais ópticos 05.05.2024

O mundo moderno da ciência e da tecnologia está se desenvolvendo rapidamente e todos os dias surgem novos métodos e tecnologias que nos abrem novas perspectivas em vários campos. Uma dessas inovações é o desenvolvimento, por cientistas alemães, de uma nova forma de controlar sinais ópticos, que poderá levar a progressos significativos no campo da fotónica. Pesquisas recentes permitiram que cientistas alemães criassem uma placa de ondas sintonizável dentro de um guia de ondas de sílica fundida. Este método, baseado no uso de uma camada de cristal líquido, permite alterar efetivamente a polarização da luz que passa por um guia de ondas. Este avanço tecnológico abre novas perspectivas para o desenvolvimento de dispositivos fotônicos compactos e eficientes, capazes de processar grandes volumes de dados. O controle eletro-óptico da polarização fornecido pelo novo método poderia fornecer a base para uma nova classe de dispositivos fotônicos integrados. Isto abre grandes oportunidades para ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo Protótipo de tentáculos pneumáticos flexíveis 30.12.2021 Pesquisadores chineses da Universidade Zhao Tong de Xangai emprestaram a ideia de um manipulador macio de vários segmentos de polvos. Robotentáculos, que são estruturas elastoméricas com acionamento pneumático, foram desenvolvidos. Os braços semelhantes a tentáculos são impulsionados pela pressão do ar e consistem em uma série de câmaras internas infladas pneumaticamente interconectadas. Um lado do tentáculo é flexível, o outro é mais rígido. Um aumento da pressão do ar nas câmaras leva a uma flexão da estrutura na direção de maior rigidez. "Desenvolvemos os braços flexíveis usando um modelo matemático que pode seguir uma trajetória espacial XNUMXD definida. Nosso braço flexível consiste em vários segmentos, cada um com seu próprio modo de atuação - torção, flexão ou espiral", disse Dong Wang, autor do estudo. . A principal conquista do trabalho apresentado é o desenvolvimento de uma metodologia matemática que pode projetar automaticamente manipuladores suaves correspondentes a trajetórias tridimensionais complexas sob uma única injeção de pressão. O método dos engenheiros chineses ajudará ainda mais a projetar garras robóticas, dispositivos implantáveis ​​e vestíveis, bem como robôs que se movem por terrenos complexos.

Outras notícias interessantes:

▪ Sonda lunar orbital LADEE caiu como planejado

▪ Vermes que comem plástico

▪ Plástico de biomassa - barato e alegre

▪ Medidor de Nível de Som NOR-118

▪ Cultivo de frutos do mar em biorreatores

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Instruções padrão para proteção do trabalho (TOI). Seleção de artigos

▪ Artigo Eldorado. expressão popular

▪ artigo Como as corujas caçam? Resposta detalhada

▪ Artigo Ilha Madagascar. milagre da natureza

▪ artigo Termostato EBERLE Fre 525 22. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Amplificador de antena de baixo ruído do 23º canal UHF. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024