Yarımkeçirici əyri izləyicisi: 4 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

SALAMLAR!

Hər hansı bir cihazın işləmə xüsusiyyətlərini bilmək, bu barədə fikir əldə etmək üçün vacibdir. Bu layihə, dizüstü kompüterinizdə, evdə diodların, NPN tipli bipolyar keçid tranzistorlarının və n tipli MOSFET-lərin əyrilərini qurmağa kömək edəcək!

Xarakterik əyrilərin nə olduğunu bilməyənlər üçün: xarakterik əyrilər, bir cihazın iki ucundakı cərəyan və gərginlik arasındakı əlaqəni göstərən qrafiklərdir. 3 terminallı cihaz üçün bu qrafik üçüncü terminalın dəyişən bir parametri üçün tərtib edilmişdir. Diodlar, rezistorlar, LEDlər və s. Kimi 2 terminal cihazı üçün xarakterik, cihaz terminallarında gərginlik ilə cihazdan axan cərəyan arasındakı əlaqəni göstərir. 3-cü terminalın bir nəzarət pimi olaraq işlədiyi və ya sıraladığı 3 terminal cihazı üçün, gərginlik-cərəyan əlaqəsi də 3-cü terminalın vəziyyətindən asılıdır və buna görə də xüsusiyyətlərə bunu da daxil etmək lazımdır.

Yarımkeçirici əyri izləyicisi, diodlar, BJTlər, MOSFETlər kimi cihazlar üçün əyri çəkmə prosesini avtomatlaşdıran bir cihazdır. Xüsusi əyri izləyicilər ümumiyyətlə bahalıdır və həvəskarlar üçün əlverişli deyil. Əsas elektron cihazların I-V xüsusiyyətlərini əldə edə bilən asan idarə olunan bir cihaz, xüsusən elektronikaya həvəskarlar olan tələbələr üçün çox faydalı olardı.

Bu layihəni Elektronikada əsas bir kurs halına gətirmək üçün op amper, PWM, şarj nasosları, gərginlik tənzimləyiciləri, hər hansı bir mikrokontrolördə bəzi kodlaşdırma kimi anlayışlar tələb olunacaq. Bu bacarıqlara sahibsinizsə, təbrik edirəm, getməyiniz yaxşıdır !!

Yuxarıdakı mövzulara istinadlar üçün faydalı olan bəzi bağlantılar:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

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

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

Addım 1: Donanımı anlayın

İzləyici bir dizüstü kompüterə və DUT (sınaqdan keçirilən cihaz) lövhədə göstərilən yuvalara bağlanacaqdı. Sonra xarakterik əyri laptopda göstəriləcək.

MSP430G2553 -dən mikrokontrollerim olaraq istifadə etdim, ancaq dizaynın yanaşmasını başa düşdükdən sonra istənilən nəzarətçi istifadə edilə bilər.

Bunu etmək üçün verilən yanaşma tətbiq edildi.

● Cihaz gərginliyinin fərqli dəyərlərində cihaz cərəyanına dəyərlər əldə etmək üçün artan bir siqnala ehtiyacımız var (Ramp siqnalı kimi). Əyri qurmaq üçün kifayət qədər sayda nöqtə əldə etmək üçün cihazın 100 fərqli gərginlik dəyərini araşdırmağı seçirik. Bunun üçün 7 bitlik bir rampa siqnalına ehtiyacımız var. Bu, PWM yaratmaq və aşağı keçid filtrindən keçməklə əldə edilir.

● Cihazın xüsusiyyətlərini BJT -də əsas cərəyanın fərqli dəyərlərində və MOSFET -lərdə qapı gərginliyinin fərqli dəyərlərində tərtib etməli olduğumuz üçün rampa siqnalının yanında yaradılacaq bir pilləkən siqnalına ehtiyacımız var. Sistem qabiliyyətini məhdudlaşdıraraq, əsas cərəyan/qapı gərginliyinin fərqli dəyərləri üçün 8 əyri qurmağı seçirik. Beləliklə, 8 səviyyəli və ya 3 bitli bir pilləkən dalğa formasına ehtiyacımız var. Bu, PWM yaratmaq və aşağı keçid filtrindən keçməklə əldə edilir.

● Burada qeyd edilməli olan vacib məqam, 8 səviyyəli pilləkən siqnalının hər bir addımı üçün bütün rampa siqnalının təkrarlanmasına ehtiyacımız olmasıdır, beləliklə rampa siqnalının tezliyi pilləkən siqnalından tam 8 dəfə çox olmalıdır və onlar vaxt olmalıdır senkronize. Bu, PWM nəslinin kodlaşdırılmasında əldə edilir.

● DUT-un kollektoru/drenajı/anodu, X-Axis olaraq osiloskopa/gərginlik bölücü dövrəsindən sonra mikro nəzarətçinin ADC-nə daxil olan siqnalı əldə etmək üçün araşdırılır.

● DUT ilə ardıcıl olaraq bir cərəyan algılayıcı rezistor yerləşdirilir, bunun ardınca diferensial gücləndirici izlənir və gərginlik bölücü devresindən sonra Y-Axis olaraq/ mikro nəzarətçinin ADC-yə osiloskopla daxil edilə bilər.

● Bundan sonra, ADC dəyərləri PC cihazına ötürüləcək UART reyestrlərinə köçürür və bu dəyərlər python skriptindən istifadə edərək tərtib edilir.

İndi dövrə qurmağa davam edə bilərsiniz.

Addım 2: Avadanlıqların hazırlanması

Növbəti və çox vacib addım əslində aparat hazırlamaqdır.

Cihaz mürəkkəb olduğundan, PCB istehsalını təklif edərdim. Ancaq cəsarətiniz varsa, çörək taxtasına da gedə bilərsiniz.

Lövhədə 5V təchizatı, MSP üçün 3.3V, op amp üçün +12V və -12V var. 3.3V və +/- 12V, 5V-dən LM1117 və XL6009 tənzimləyicisi (modulu mövcuddur, baxmayaraq ki, ayrı-ayrı komponentlərdən hazırlamışam) və bir yükləmə nasosu istifadə edərək istehsal olunur.

UART -dan USB -yə verilən məlumatların bir konvertasiya cihazına ehtiyacı var. CH340G istifadə etdim.

Növbəti addım Schematic və Board faylları yaratmaqdır. Alət olaraq EAGLE CAD -dan istifadə etdim.

Fayllar istinad üçün yüklənir.

Addım 3: Kodların yazılması

Avadanlıq hazırladı? Bütün nöqtələrdə test edilmiş gərginlik polariteleri?

Bəli, indi kodu bildirək!

MSP -ni kodlaşdırmaq üçün CCS -dən istifadə etdim, çünki bu platformalardan rahatam.

Qrafiki göstərmək üçün platformam olaraq Python istifadə etdim.

İstifadə olunan mikrokontrolör ətraf qurğuları bunlardır:

· PWM yaratmaq üçün müqayisə rejimində Timer_A (16 bit).

· Giriş dəyərlərinə ADC10 (10 bit).

· UART məlumatları ötürür.

Kod faylları sizin rahatlığınız üçün verilir.

Addım 4: Necə istifadə etməli?

Təbrik edirik! Qalan yalnız izləyicinin işidir.

Yeni bir əyri izləyicinin olması halında, 50k ohmluq trim qazanı təyin edilməli idi.

Bu, potensialiometr mövqeyini dəyişdirmək və BJT-nin IC-VCE qrafikini müşahidə etməklə edilə bilər. Ən aşağı əyrinin (IB = 0 üçün) X-Axis ilə üst-üstə düşəcəyi mövqe, trim qazanının dəqiq mövqeyi olardı.

· PC -nin USB portuna Yarımkeçirici Əyri İzləyicisini qoşun. Qırmızı LED yanacaq, bu da lövhənin işə salındığını göstərir.

· Əyri qrafiki çəkilməli olan bir BJT /diod cihazıdırsa, atlayıcı JP1 -i bağlamayın. Ancaq bir MOSFET varsa, başlığı bağlayın.

· Əmr əmrinə keçin

· Python skriptini işə salın

· DUT terminallarının sayını daxil edin.

· Proqram işləyərkən gözləyin.

· Qrafik tərtib edilmişdir.

Xoşbəxtlik!