Halfgeleier Curve Tracer: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

GROETE!

Kennis van die werkingseienskappe van enige toestel is noodsaaklik om insig daaroor te kry. Hierdie projek sal u help om krommes van diodes, bipolêre aansluitingstransistors van die NPN-tipe en M-FOS's van die n-tipe op u skootrekenaar tuis te teken!

Vir diegene wat nie weet wat kenmerkende krommes is nie: kenmerkende krommes is grafieke wat die verband tussen stroom deur en spanning oor die twee terminale van 'n toestel toon. Vir 'n 3 -terminale toestel word hierdie grafiek geteken vir 'n wisselende parameter van die derde terminaal. Vir 2 terminale toestelle soos diodes, weerstande, LED's, ens., Toon die kenmerk die verband tussen spanning oor die apparaatterminale en die stroom wat deur die toestel vloei. Vir 3 terminale toestelle, waar die 3de terminale as 'n bedieningspen of sorteer dien, is die spanning-stroom verhouding ook afhanklik van die toestand van die 3de terminal, en daarom moet die eienskappe dit ook insluit.

'N Semiconductor curve tracer is 'n toestel wat die kurwe -plotproses outomatiseer vir toestelle soos diodes, BJT's, MOSFET's. Toegewyde kromme -spoorsnyers is gewoonlik duur en nie bekostigbaar vir entoesiaste nie. 'N Gebruiksvriendelike toestel wat die IV-eienskappe van basiese elektroniese toestelle kan verkry, sal baie voordelig wees, veral vir studente, stokperdjies wat elektronika onderneem.

Om van hierdie projek 'n basiese kursus in elektronika en konsepte soos op -ampère, PWM, laaipompe, spanningsreguleerders te maak, is 'n paar kodering op enige mikrobeheerder nodig. As u hierdie vaardighede het, baie geluk!

'N Paar skakels wat ek nuttig gevind het vir verwysings oor die onderwerpe hierbo:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

www.electronicdesign.com/power/charge-pump-…

www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_1….

Stap 1: Verstaan die hardeware

Die spoorsnyer word in 'n skootrekenaar gekoppel en die DUT (toestel wat getoets word) in die gleuwe op die bord. Die karakteristieke kromme word dan op die skootrekenaar vertoon.

Ek het MSP430G2553 as my mikrobeheerder gebruik, maar sodra u die benadering tot die ontwerp verstaan het, kan enige kontroleerder gebruik word.

Hiervoor is die gegewe benadering gevolg.

● Om waardes vir die toestelstroom by verskillende waardes van die toestelspanning te verkry, benodig ons 'n toenemende sein (iets soos 'n hellingsein). Om 'n voldoende aantal punte te kry om die kromme te teken, kies ons om die toestel te ondersoek vir 100 verskillende waardes van toestelspanning. Ons benodig dus 'n 7-bis hellingsein vir dieselfde. Dit word verkry deur PWM te genereer en deur 'n laagdeurlaatfilter te lei.

● Aangesien ons die apparaatkenmerke by verskillende waardes van basstroom in BJT en verskillende waardes van hekspanning in die geval van MOSFET's moet teken, moet ons 'n trapsignaal langs die hellingsein genereer. As gevolg van die beperking van die stelselvermoë, kies ons om 8 krommes te teken vir verskillende waardes van basisstroom/hekspanning. Ons benodig dus 'n 8-vlak of 3-bis trapvorm. Dit word verkry deur PWM te genereer en deur 'n laagdeurlaatfilter te lei.

● Die belangrike punt om hier op te let is dat ons die hele opritsein moet herhaal vir elke stap in die 8-trapsignaal, dus moet die frekwensie van die opritsein presies 8 keer meer wees as die van die trapsignaal, en dit moet tyd wees gesinchroniseer. Dit word bereik deur die kodering van die PWM -generasie.

● Die kollektor/drein/anode van die DUT word ondersoek om die sein te kry wat as X-as in die ossilloskoop/in die ADC van die mikrobeheerder na die spanningsverdelerkring gevoer moet word.

● 'n Stroomwaarnemingsweerstand word in serie geplaas met die DUT, gevolg deur 'n differensiële versterker om die sein te verkry wat as 'n Y-as/ in die ADC van die mikrobeheerder na die spanningsverdelerkring in die ossilloskoop ingevoer kan word.

● Hierna dra die ADC die waardes oor in die UART -registers wat na die rekenaartoestel oorgedra moet word, en hierdie waardes word met 'n luislang -skrip geteken.

U kan nou voortgaan met die maak van u kring.

Stap 2: Maak die hardeware

Die volgende en baie belangrike stap is eintlik om die hardeware te maak.

Aangesien die hardeware kompleks is, sou ek PCB -vervaardiging voorstel. Maar as u die moed het, kan u ook 'n broodplank kies.

Die bord het 5V -voeding, 3.3V vir die MSP, +12V en -12V vir die op -amp. 3.3V en +/- 12V word gegenereer uit 5V met behulp van die reguleerder LM1117 en XL6009 (die module is beskikbaar, ek het dit onderskeidelik gemaak van diskrete komponente) en 'n laaipomp.

Die data van UART na USB benodig 'n omskakelingstoestel. Ek het CH340G gebruik.

Die volgende stap sou wees om skematiese en bordlêers te skep. Ek het EAGLE CAD as my instrument gebruik.

Die lêers word vir u verwysing opgelaai.

Stap 3: Skryf die kodes

Die hardeware gemaak? Getoetste spanningspolariteite op alle punte?

Indien wel, laat ons nou kode!

Ek het CCS gebruik om my MSP te kodeer, omdat ek gemaklik is met hierdie platforms.

Om die grafiek te vertoon, het ek Python as my platform gebruik.

Die mikrobeheerder -randapparatuur wat gebruik word, is:

· Timer_A (16 bis) in vergelykingsmodus om PWM te genereer.

· ADC10 (10 bis) na invoerwaardes.

· UART om die data oor te dra.

Die kode lêers word verskaf vir u gemak.

Stap 4: Hoe om dit te gebruik?

Baie geluk! Al wat oorbly, is die werking van die spoorsnyer.

In die geval van 'n nuwe kromme -spoorsnyer, moet die afwerkpot van 50k ohm ingestel word.

Dit kan gedoen word deur die posisie van die potensiometer te verander en die grafiek van die IC-VCE van 'n BJT waar te neem. Die posisie waar die laagste kromme (vir IB = 0) in lyn sal kom met X-as, dit is die akkurate posisie van die afwerkingspot.

· Steek die Semiconductor Curve Tracer in die USB -poort van die rekenaar. 'N Rooi LED sal brand, wat aandui dat die bord aangeskakel is.

· As dit 'n BJT /diode -toestel is met 'n kromme wat geteken word, moenie die jumper JP1 aansluit nie. Maar as dit 'n MOSFET is, koppel die kop.

· Gaan na die opdragprompt

· Begin die luislang script

· Voer die aantal terminale van die DUT in.

· Wag terwyl die program loop.

· Die grafiek is geteken.

Lekker maak!