hFE Tester para transistores de potência NPN

Introdução
O objetivo do projeto era produzir um h FE testador com correntes de coletor ligado para o DUT (dispositivo em teste), abrangendo uma faixa apropriada para a seleção e combinação de transistores de saída para amplificadores, tais como a classe JLH-A, ESP Doz etc
O testador deve fornecer uma série de correntes de teste coletor de 0.05A a 3A em (aproximadamente) medidas logarítmicas.

É importante evitar a necessidade de resistores de alta potência e (rotativo) interruptores com corrente de alta contatos nominais, especialmente desde que o último pode ser muito difícil de obter. Também é importante para minimizar os custos.

Embora o circuito pode parecer complexo, não é verdade, mas ele faz dispositivos de teste em um coletor específico (e fixa) atual - este é o caminho que deve ser feito, mas a maioria dos circuitos não. É muito mais simples para fixar a base de corrente de coletor e medir a corrente, mas os dispositivos de correspondência com base no coletor de corrente torna-se praticamente impossível com o método (simples) último.

Descrição
Consulte a Figura 1 (abaixo). D1 (ou U2 mostrado na Figura 2), R3 e VR1 criar uma referência de voltagem ajustável. Rc1-Rc7 valores de resistores foram selecionados de modo que os fluxos de projeto do coletor atual no DUT, quando a tensão sobre o resistor é 1V banco. Q1 monitora a voltagem sobre o banco de resistores, compara com o de referência pré-tensão e unidades de corrente suficiente para a base do DUT para manter 1V através dos resistores configuração atual.


Figura 1 - Diagrama de Circuito de h FE Tester


Note-se que a oferta é DC 20V. Os pontos indicam uma conexão positiva e negativa, e que não significa ou não implica uma fonte dupla - apenas a polaridade das conexões. Não Marcado resistores são 0.25W. Q2, um poder de Darlington, foi incluída como um buffer para minimizar a tensão (e, portanto, atual) variações quando DUTs h com uma baixa FE estão sendo testados. SW1 para SW7 deve ser avaliado em um mínimo de 2A DC.

Fusível F1 fornece proteção contra correntes de coletor de altura e foi instalado onde aparecer, em vez do transporte ferroviário de abastecimento, de modo que um fusível de 3,15 A pode ser usado. Se instaladas no trilho da fonte, o maior valor seguinte padrão (4A) seriam necessários, proporcionando uma proteção reduzida. Isso ocorre porque a corrente de base também seria passando pelo fusível se fosse no comboio de abastecimento.

Fusível F2 foi fornecido para evitar o excesso de bases da corrente no caso do DUT estar defeituosa ou incorrecta. Um resistor no coletor de Q2 pode conseguir um efeito semelhante, mas, se for grande o suficiente para fornecer corrente suficiente limitar a corrente de coletor variação DUT para transistores de baixo ganho estariam fora do objetivo do projeto de manter a corrente constante (para h DUT diferentes FE ) o limite de 1%. Um valor menor resistor do coletor de Q2, de tal forma que o coletor DUT corrente manteve-se constante, não se limitar a base DUT correntes para menos 0,5 e precisaria ser avaliado em 10W para impedir a falha sob condições de falha.

C4 foi incluído para minimizar a possibilidade de oscilação no DUT. Porque ele foi encontrado por um construtor que o C4 não foi eficaz, C5 foi adicionado. Isso faz com que o circuito incondicionalmente estável, e oscilação (o que vai dar leituras muito estranho) não é possível com C5 instalado. C4 pode ser deixado de fora se você deseja assim - é em grande parte redundante com a adição do tampão extra.

A DMM tem sido usado em sua linha atual, ao invés de a alternativa mais segura de usá-lo em uma faixa de tensão e medição através de um resistor em série, porque o maior valor de resistor em série (10R), que poderia ser usado no circuito de base DUT, sem que afectam a precisão do coletor DUT atual, é tal que alguns DMMs não terá sensibilidade suficiente para medir com precisão a tensão (mV) gerada pequenas em todo o resistor em série com as configurações mais baixas DUT coletor de corrente, especialmente se o DUT tem um alto ganho. Note-se que a leitura do medidor é o inverso do DUT ganho de corrente - uma leitura alta, um transistor de baixo ganho, enquanto que uma leitura baixa, um dispositivo de alto ganho. Esta não é uma limitação, apenas algo que o usuário deve ter em mente.

Aqueles sorte de ter um multímetro digital que vai resolver com precisão uma leitura para dentro de 0.1mV poderia, se assim o desejar, usar um 10Ω (1% ou mais) resistor no lugar da conexão DMM mostrado no esquema, com pontos de conexão metros previstos de cada lado. Isso permite que o medidor para ser usado no modo de medição de tensão, com a tensão diretamente proporcional à corrente de base.

Configurações da chave e Notas Circuito
Os comutadores SW1-SW7 são usados ​​para selecionar o coletor atual para o DUT. A base de corrente consumida irá sempre ser uma função direta do DUT h do FE .





Tabela 1 - Definições Vs. Switch. Collector atual

Com a mudança seqüencial mostrado no esquema, as correntes de coletor DUT são mostrados na Tabela 1. A gama 3A pode ser deixado de fora, se desejar, omitindo SW7 e Rc7. A gama 0.05A pode ser deixado de fora, omitindo SW1 e RC1 e RC2 para mudar 10R (0.5W).

Se o intervalo 3A é deixado de fora o regulador de voltagem pode provavelmente ser uma LM317K desde o limite de corrente típico para este dispositivo é 2.2A, mas os construtores devem notar que o LM317K só é garantida até 1.5A tão limitador de corrente pode ser experimentado na intervalo 2A.

Um LM338K poderia ser usado no lugar do LM350K mas depois fusível F1 é (ainda mais) é essencial uma vez que a limitação de corrente de um LM338K não chutar em até algo mais 9A comparação com 4.5A para o LM350K. Com qualquer uma das opções regulador IC mostrado, você vai precisar de um bom dissipador de calor. A dissipação de energia do regulador é determinada pela tensão entre o IC ea corrente através dele. Pior caso atual será de pouco mais de 3A (incluindo a corrente de base), e aproximadamente 5-7V através do IC regulador de si mesmo. Isso representa uma dissipação de até cerca de 22W ou assim. Escolha um dissipador relativamente grande, e assistir suas técnicas de montagem cuidadosamente para garantir a melhor transferência térmica. Um ventilador pode ser usado, se desejar, e é recomendado se o uso regular em alta corrente é antecipado. Para um serviço intermitente normal, a 1 ° C / W dissipador provavelmente será bastante adequado.

A tensão de alimentação sugerido é de 15V (de acordo com alternativas de reguladores de tensão fixo e barato, o superávit unidades de alimentação). Isso dá uma tensão de teste que é relativamente perto do Vce esperado no final, enquanto mantendo o circuito amplificador de potência dissipada DUT em um nível razoável.

A tensão de alimentação pode ser aumentada para dizer 21V (para dar um Vce teste de 20V), mas o intervalo 3A precisaria ser dispensado (IMO). Por outro lado, a tensão de alimentação poderá ser reduzido a 6V (Vce 5V), de modo que as correntes de ensaio mais elevada poderia ser usado ou para permitir a comparação dos resultados medidos com números a folha de dados. Se a tensão é reduzida, o valor de R3 terá de ser reduzida, assim como para manter uma corrente adequada através da referência de tensão e VR1. Você terá de fazer seus próprios cálculos para a dissipação do regulador.

Q1 não é crítico e pode ser qualquer pequeno sinal de transistor PNP com uma especificação semelhante à de um BC560. Q2 também não é crítico e pode ser qualquer poder de NPN Darlington com uma especificação similar à de um TIP142. Note-se que um dissipador de calor é altamente recomendável para o Q2, já que a dissipação pode ser tão alta quanto na base 4.5W máximo actual de um dispositivo de ganho muito baixo (tipicamente 300mA, embora isso queimar o fusível 160mA) - veja abaixo para mais informações.

Fusíveis F1 e F2 deve ser ataque rápido (e muitas peças de reposição deve ser mantido à mão ).

O interruptor de pressão foi posicionado entre o banco de resistores e Q1, para que quando as medidas não são tomadas, não há fluxo de corrente através do Q1. Se o interruptor de segurança foram localizados na posição mais habitual (em série com F2 e DMM), sempre que o interruptor de segurança foi aberto (na maioria das vezes) haveria uma corrente através de 4mA + Q1.

Configuração inicial
A DUT, sobressalentes descartáveis ​​(em um dissipador de calor adequada) é ligado e um link inserido no lugar do DMM. Com o interruptor de empurrar e SW7 (apenas) - SW6 se o intervalo for omitido 3A - feita, VR1 é ajustado para dar toda Rc7 1V (ou RC6).
A DMM (em uma escala apropriada atual) é inserido na frente do coletor do DUT eo coletor de corrente medidos em cada uma das posições da chave seqüencial que definir a corrente de coletor. Estas correntes são utilizados para o futuro h FE cálculos (veja abaixo).

Todas as chaves são, então, voltou para a posição aberta, o DUT e link DMM são removidos eo testador está pronto para uso.

Usando o Tester
O DUT está conectado (montado em um dissipador de calor adequado), juntamente com o DMM (inicialmente fixado para a faixa 200mA atual). SW1 é fechada eo interruptor operado. Uma leitura DMM é tomada quando a tela se estabilizar (o intervalo DMM atual pode ser necessário reduzir para esta posição da chave). O interruptor de pressão é liberada, SW2 é fechada, a opção de envio é refeito e uma outra leitura é tirada. Repita até que todos os interruptores estão fechados, então redefinir todos os interruptores para abrir. Todo esforço deve ser feito para manter a velocidade na qual a interruptores são acionados constante entre os ensaios sobre DUTs diferentes, de modo que o aumento da temperatura na DUTs é aproximadamente a mesma. Isso ocorre porque hFE varia de acordo com a temperatura da junção do transistor.
Alternativamente, o interruptor de segurança pode ser realizada ao mesmo tempo fechou a interruptores são acionados em seqüência, com leituras devem ser tomadas após cada operação da chave. Se qualquer coisa desagradável é observado (ou dourada) durante o teste, solte o interruptor de imediato.

O h FE em cada uma das correntes de coletor pode ser calculado a partir das correntes de coletor medido durante a configuração inicial para cima e as correntes de base medido durante a sequência do ensaio (uma planilha é muito útil aqui). As correntes de coletor pré-pode não ser exatamente sobre a mancha devido a tolerâncias resistor (+ / -5%), mas que se mantém praticamente inalterado (em cerca de 1%) para variações de ganho DUT entre 25 e 200.

Para o cálculo do h FE para qualquer corrente de coletor (Ic), use a fórmula tão simples ...

h FE = Ic / Ib (Ib onde é a base atual)
Por exemplo, se o coletor foram medidos em 3A, e na base da corrente medida em 83mA, h FE é ...

h FE = 3 / 36 = 0,083
Ao desligar o DMM após a conclusão das medições lembre-se de mover o leva de volta à posição de medição de tensão.



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