Puolijohdekäyrän jäljitin: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

TERVEISIÄ!

Laitteiden käyttöominaisuuksien tunteminen on välttämätöntä, jotta niistä saadaan tietoa. Tämä projekti auttaisi piirtämään diodien, NPN-tyyppisten bipolaaristen liitostransistorien ja n-tyypin MOSFET-käyrien käyrät kannettavaan tietokoneeseen kotona!

Niille, jotka eivät tiedä mitä ominaiskäyrät ovat: ominaiskäyrät ovat kaavioita, jotka osoittavat virran ja jännitteen välisen suhteen laitteen kahden liitännän välillä. 3 -päätelaitteelle tämä käyrä on piirretty kolmannen päätelaitteen vaihtelevalle parametrille. Kahden päätelaitteen, kuten diodit, vastukset, LEDit jne., Ominaisuudet osoittavat laitteen liittimien jännitteen ja laitteen läpi kulkevan virran välisen suhteen. Kolmen päätelaitteen tapauksessa, jossa kolmas liitin toimii ohjaustappina tai lajittelee, jännite-virta-suhde riippuu myös kolmannen liittimen tilasta, ja siksi ominaisuuksiin on sisällytettävä myös tämä.

Puolijohdekäyrän jäljitin on laite, joka automatisoi käyrän piirtoprosessin laitteille, kuten diodeille, BJT: ille, MOSFET -laitteille. Omistetut käyrämittarit ovat yleensä kalliita eivätkä ole halpoja harrastajille. Helppokäyttöinen laite, joka pystyy saamaan elektronisten peruslaitteiden IV-ominaisuudet, olisi erittäin hyödyllinen erityisesti opiskelijoille, elektroniikan harrastajille.

Jotta tästä projektista saataisiin elektroniikan peruskurssi ja konsepteja, kuten tehovahvistimet, PWM, latauspumput, jännitesäätimet, tarvitaan jonkinlaista koodausta millä tahansa mikro -ohjaimella. Jos sinulla on nämä taidot, onnittelut, olet hyvä mennä !!

Viitteitä yllä olevista aiheista löydät hyödyllisistä linkeistä:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

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

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

Vaihe 1: Laitteiston ymmärtäminen

Merkkiaine kytketään kannettavaan tietokoneeseen ja DUT (testattava laite) taulussa oleviin korttipaikkoihin. Tämän jälkeen ominaiskäyrä näytetään kannettavassa tietokoneessa.

Käytin mikro -ohjaimena MSP430G2553, mutta kun ymmärrät suunnittelun lähestymistavan, mitä tahansa ohjainta voidaan käyttää.

Tätä varten noudatettiin annettua lähestymistapaa.

● Jotta voisimme saada arvoja laitteen virtaan eri jännitearvoilla, tarvitsemme kasvavaa signaalia (jotain ramppisignaalia). Jotta saisimme riittävän määrän pisteitä käyrän piirtämiseen, valitsemme laitteen mittaamaan 100 erilaista laitteen jännitettä. Tarvitsemme siis 7-bittisen ramppisignaalin. Tämä saadaan muodostamalla PWM ja johtamalla se alipäästösuodattimen läpi.

● Koska meidän on piirrettävä laitteen ominaisuudet eri kantavirran arvoilla BJT: ssä ja eri porttijännitteen arvoilla MOSFET -laitteiden tapauksessa, tarvitsemme portaikkosignaalin generoinnin ramppisignaalin rinnalle. Rajoitamme järjestelmän suorituskykyä valitsemme piirtää 8 käyrää perusvirran/portin jännitteen eri arvoille. Tarvitsemme siis 8-tason tai 3-bittisen portaikon aaltomuodon. Tämä saadaan muodostamalla PWM ja johtamalla se alipäästösuodattimen läpi.

● Tärkeä huomioitava asia on, että tarvitsemme koko ramppisignaalin toistuvan jokaisen 8-portaisen signaalin vaiheen osalta, joten rampisignaalin taajuuden tulisi olla täsmälleen 8 kertaa enemmän kuin portaikon signaalin taajuus ja niiden tulisi olla aikaa synkronoitu. Tämä saavutetaan PWM -sukupolven koodauksessa.

● DUT: n keräin-/tyhjennys-/anodi on koettanut saada signaalin, joka syötetään X-akselina oskilloskooppiin/mikrokontrollerin ADC: hen jännitteenjakajapiirin jälkeen.

● Virran tunnistava vastus sijoitetaan sarjaan DUT: n kanssa, jota seuraa differentiaalivahvistin signaalin saamiseksi, joka voidaan syöttää oskilloskooppiin Y-akselina/ mikrokontrollerin ADC: ksi jännitteenjakajapiirin jälkeen.

● Tämän jälkeen ADC siirtää arvot PC -laitteelle lähetettäviin UART -rekistereihin ja nämä arvot piirretään python -komentosarjan avulla.

Voit nyt jatkaa piirisi tekemistä.

Vaihe 2: Laitteiston valmistus

Seuraava ja erittäin tärkeä askel on itse tehdä laitteisto.

Koska laitteisto on monimutkainen, suosittelisin piirilevyjen valmistusta. Mutta jos sinulla on rohkeutta, voit myös mennä leipälaudalle.

Levyllä on 5V syöttö, 3,3V MSP: lle, +12V ja -12V op vahvistimelle. 3.3V ja +/- 12V syntyvät 5V: sta käyttämällä säätimiä LM1117 ja XL6009 (sen moduuli on saatavana, mutta tein sen erillisistä komponenteista) ja latauspumppua.

Tiedot UART: sta USB: hen tarvitsevat muunnoslaitteen. Olen käyttänyt CH340G: tä.

Seuraava vaihe olisi luoda kaavamaisia ja hallituksen tiedostoja. Olen käyttänyt työkaluna EAGLE CADia.

Tiedostot ladataan tiedoksi.

Vaihe 3: Koodien kirjoittaminen

Teki laitteiston? Testattu jännitteen napaisuus kaikissa kohdissa?

Jos kyllä, koodataan nyt!

Olen käyttänyt CCS: ää MSP: n koodaamiseen, koska olen tyytyväinen näihin alustoihin.

Kaavion näyttämiseksi olen käyttänyt Pythonia alustana.

Käytettäviä mikro -ohjaimen oheislaitteita ovat:

· Timer_A (16 bittiä) vertailutilassa PWM: n luomiseksi.

· ADC10 (10 bittiä) syöttöarvoihin.

· UART tietojen siirtämiseen.

Kooditiedostot on toimitettu avuksesi.

Vaihe 4: Kuinka sitä käytetään?

Onnittelut! Jäljelle jää vain merkkiaineen toiminta.

Jos kyseessä on uusi käyränjäljitin, sen säätöpotti 50 k ohmia olisi asetettava.

Tämä voidaan tehdä muuttamalla potentiometrin asentoa ja tarkkailemalla BJT: n IC-VCE-kaaviota. Asento, jossa alin käyrä (IB = 0) kohdistuisi X-akseliin, tämä olisi leikkausastian tarkka sijainti.

· Kytke puolijohdekäyrän jäljitin tietokoneen USB -porttiin. Punainen LED -valo syttyy, mikä osoittaa, että kortti on kytketty päälle.

· Jos se on BJT /diodilaite, jonka käyrät on piirrettävä, älä kytke hyppyjohdinta JP1. Mutta jos se on MOSFET, liitä otsikko.

· Siirry komentokehotteeseen

· Suorita python -komentosarja

· Syötä DUT -liittimien määrä.

· Odota, kun ohjelma käynnistyy.

· Kaavio on piirretty.

Hyvää tekemistä!