Pooljuhtkõvera märgistaja: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

TERVITAB!

Mis tahes seadme tööomaduste tundmine on selle kohta ülevaate saamiseks hädavajalik. See projekt aitaks teil kodus sülearvutisse joonistada dioodide, NPN-tüüpi bipolaarsete ristmike transistoride ja n-tüüpi MOSFET-i kõverad!

Neile, kes ei tea, mis on iseloomulikud kõverad: iseloomulikud kõverad on graafikud, mis näitavad seadme kahe klemmi voolu ja pinge vahelist seost. 3 -terminaliseadme puhul on see graafik kujutatud kolmanda terminali varieeruva parameetri jaoks. Kahe klemmseadme (nt dioodid, takistid, valgusdioodid jne) puhul näitavad omadused seadme klemmide pinge ja seadet läbiva voolu vahelist seost. Kolme klemmseadme puhul, kus kolmas klemm toimib juhtseadisena või on sorteeritav, sõltub pinge-voolu suhe ka kolmanda klemmi olekust ja seetõttu peaksid ka omadused seda hõlmama.

Pooljuhtkõvera märgistus on seade, mis automatiseerib kõverate joonistamise protsessi selliste seadmete jaoks nagu dioodid, BJT -d, MOSFET -id. Spetsiaalsed kõverate märgistajad on tavaliselt kallid ega ole harrastajatele taskukohased. Lihtne kasutada seadet, mis võimaldab saada põhiliste elektroonikaseadmete IV omadusi, oleks väga kasulik, eriti õpilastele, elektroonikaga tegelevatele harrastajatele.

Selle projekti muutmiseks elektroonika baaskursuseks ja sellisteks kontseptsioonideks nagu võimendid, PWM, laadimispumbad, pingeregulaatorid, on vaja mõningaid mikrokontrollereid kodeerida. Kui teil on need oskused, palju õnne, teil on hea minna !!

Viidete saamiseks ülaltoodud teemadel leidsin abi mõnest lingist:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

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

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

Samm: riistvara mõistmine

Märgistusseade ühendatakse sülearvutiga ja DUT (testitav seade) tahvlisse lisatud pesadega. Seejärel kuvatakse sülearvutis iseloomulik kõver.

Kasutasin oma mikrokontrollerina MSP430G2553, kuid kui olete disaini lähenemisviisist aru saanud, saab kasutada mis tahes kontrollerit.

Selleks järgiti etteantud lähenemisviisi.

● Selleks, et saada seadme voolu väärtusi erinevatel seadme pinge väärtustel, vajame suurenevat signaali (midagi sarnast kaldtee signaaliga). Kõvera joonistamiseks piisava arvu punktide saamiseks valime seadme mõõtmiseks 100 erinevat seadme pinge väärtust. Seega vajame selle jaoks 7-bitist kaldsignaali. See saadakse PWM -i genereerimise ja selle läbilaskmise kaudu madalpääsfiltris.

● Kuna me peame joonistama seadme omadused BJT baasvoolu erinevate väärtuste ja MOSFET -ide puhul erinevate väravapinge väärtuste jaoks, peame kaldtee signaali kõrval genereerima trepisignaali. Piirates süsteemi võimekust, joonistame 8 kõverat baasvoolu/värava pinge erinevate väärtuste jaoks. Seega vajame 8- või 3-bitist trepi lainekuju. See saadakse PWM -i genereerimise ja selle läbilaskmise kaudu madalpääsfiltris.

● Siinkohal on oluline märkida, et me peame kogu kaldtee signaali kordama 8-astmelise trepisignaali iga sammu jaoks, seega peaks kaldtee signaali sagedus olema täpselt 8 korda suurem kui trepikoja signaal ja see peaks olema aeg sünkroonitud. See saavutatakse PWM põlvkonna kodeerimisel.

● DUT-i kollektor/äravool/anood on sondeeritud, et saada signaal, mis pärast pingejaotusahelat suunatakse X-teljel ostsilloskoopi/mikrokontrolleri ADC-sse.

● Voolutundlik takisti paigutatakse DUT-ga järjestikku, millele järgneb diferentsiaalvõimendi, et saada signaal, mida saab pärast pingejaguri vooluringi suunata ostsilloskoopi Y-telje/ mikrokontrolleri ADC-sse.

● Pärast seda edastab ADC väärtused arvutiseadmesse edastatavatesse UART -registritesse ja need väärtused joonistatakse python -skripti abil.

Nüüd saate jätkata oma vooluringi loomist.

Samm: riistvara valmistamine

Järgmine ja väga oluline samm on tegelikult riistvara valmistamine.

Kuna riistvara on keeruline, soovitaksin PCB valmistamist. Aga kui teil on julgust, võite minna ka leivalauale.

Plaadil on 5 V toide, 3,3 V MSP jaoks, +12 V ja -12 V op võimendi jaoks. 3.3V ja +/- 12V genereeritakse 5V-st, kasutades regulaatorit LM1117 ja XL6009 (selle moodul on saadaval, tegin selle siiski diskreetsetest komponentidest) ja laadimispumpa.

Andmed UART -lt USB -le vajavad teisendusseadet. Olen kasutanud CH340G.

Järgmine samm oleks skemaatiliste ja juhatuse failide loomine. Olen oma tööriistana kasutanud EAGLE CAD -i.

Failid laaditakse üles viitamiseks.

Samm: koodide kirjutamine

Riistvara tehtud? Testitud pingepolaarsused kõikides punktides?

Kui jah, siis kodeerime kohe!

Olen kasutanud oma MSP kodeerimiseks CCS -i, kuna olen nende platvormidega rahul.

Graafiku kuvamiseks olen kasutanud platvormina Pythoni.

Kasutatavad mikrokontrollerite välisseadmed on järgmised:

· Timer_A (16 -bitine) võrdlusrežiimis PWM -i genereerimiseks.

· ADC10 (10 bit) väärtuste sisestamiseks.

· UART andmete edastamiseks.

Koodifailid on teie mugavuse huvides.

4. samm: kuidas seda kasutada?

Palju õnne! Alles jääb ainult märgistaja töö.

Uue kõvera märgistaja puhul tuleks seadistada selle 50k oomine trimmipott.

Seda saab teha, muutes potentsiomeetri asendit ja jälgides BJT IC-VCE graafikut. Asend, kus madalaim kõver (IB = 0 korral) joonduks X-teljega, oleks see trimmipoti täpne asukoht.

· Ühendage arvuti USB -porti pooljuhtkõvera jälgija. Süttib punane LED, mis näitab, et plaat on sisse lülitatud.

· Kui tegemist on BJT /dioodseadmega, mille kõverad tuleb joonistada, ärge ühendage hüppajat JP1. Aga kui see on MOSFET, ühendage päis.

· Avage käsuviip

· Käivitage pythoni skript

· Sisestage DUT -i terminalide arv.

· Oodake, kuni programm töötab.

· Graafik on joonistatud.

Head tegemist!