La enseñanza se vuelve fácil y eficaz si se convierte en un ámbito práctico. Mostrar algo prácticamente con la práctica en la mano y demostraciones conceptuales siempre ayuda a recordar los conceptos aprendidos durante un largo período de tiempo que las explicaciones de las lecciones teóricas simples. Esto podría suceder con los trazadores de curvas de transistores para conocer el concepto de como funciona el transistor . Esta es una forma fácil, buena y práctica de conocer el funcionamiento de un transistor y determinar sus parámetros.

El uso del trazador de curvas se está expandiendo hoy en día para uso en laboratorio y otros fines de análisis de calidad. Este concepto de implementar un trazador de curvas mediante el uso de una placa Arduino permite a los estudiantes comprender mejor el transistor y Tecnología Arduino.

Trazador de curvas

Un trazador de curvas es un equipo de prueba que muestra la relación voltaje-corriente del componente. Hay varias áreas de aplicación en las que estos trazadores de curvas I-V proporcionan una representación visual de formas de onda de corriente y voltaje con mediciones cuantitativas. El equipo de trazado de curvas consta de circuitos de hardware para probar varios componentes electronicos basicos como transistores, diodos y otros dispositivos semiconductores. Estos trazadores de curvas nos permiten analizar las formas de onda para encontrar diferentes parámetros como ganancia, impedancia, compensación, etc.

Trazador de curvas

El circuito anterior muestra cómo funciona un trazador de curva simple para un dispositivo bajo prueba (DUT). Un transformador reductor está conectado a un circuito rectificador de puente que convierte CA en suministro de CC pulsante . El dispositivo bajo prueba está conectado a través de una resistencia en serie para limitar la corriente. Ondas de voltaje y corriente en el Osciloscopio de rayos catódicos (CRO) se varían variando la tensión de entrada aplicada por el transformador variable. De esta manera, se pueden analizar y observar las curvas usando el trazador de curvas.

Trazador de curva de transistor

El transistor es un dispositivo controlado por corriente en el que la corriente de voltaje del colector al emisor se controla variando la corriente base aplicada al terminal base del transistor. Un trazador de curva de transistor es un instrumento que mide los parámetros del transistor como la ganancia de corriente, la impedancia y los voltajes de ruptura. Genera y muestra un conjunto de curvas de la corriente de colector IC frente al voltaje de colector a emisor VCE para diferentes valores de la corriente de base. A partir de estas curvas, se puede determinar la ganancia de corriente del transistor.

Los tres circuitos funcionales principales que se utilizan en este trazador incluyen un generador de voltaje de barrido para controlar el voltaje del colector, un generador de pasos de corriente base para controlar la corriente base con el mismo número de incrementos del generador de filtración de voltaje y un circuito de tiempo para cambiar la corriente base para cada inicio del barrido de voltaje.

Trazador de curva de transistor

El generador de voltaje de barrido aplica Vs con un período de tiempo repetidamente al transistor. Este voltaje de barrido se puede observar en el osciloscopio y, además, la fuente de corriente base aumenta la corriente base IB en pasos incrementales iguales para cada barrido de voltaje consecutivo con los pasos sincronizados al comienzo de cada barrido de voltaje del colector. La corriente base repite esta secuencia de pasos y se vuelve estable durante el último período incrementado. Se proporcionan interruptores selectores para cada circuito para variar las condiciones de entrada.

La ganancia de corriente del transistor está determinada por:

b = DIc / DIB

Donde, la configuración del interruptor selector de pasos se representa como DIB.

Por lo tanto, a partir de la forma de onda anterior en el osciloscopio, podemos determinar la ganancia de corriente del transistor. Por lo tanto, el trazador de la curva del transistor permite encontrar diferentes parámetros del transistor y también proporciona el análisis de sus formas de onda para diferentes condiciones de variación de entrada.

Proyecto Arduino en Transistor Curve Tracer

Circuito trazador de curvas de transistores basado en Arduino

Este circuito se implementa con el uso de un potenciómetro conectado a una base de transistor para variar la corriente de base. La placa Arduino uno se utiliza como controlador principal de adquisición de datos que adquiere los parámetros analógicos de los voltajes de base, colector y fuente. Un transistor con dos resistencias y un potenciómetro viene debajo del circuito bajo prueba con el uso de Placa de desarrollo Arduino .

Al variar el potenciómetro, se varía la corriente base, y el Arduino lee los valores de voltaje base, colector y emisor con un Conversor analógico a digital . El código del programa Arduino se programa de tal manera que las señales adquiridas del ADC se procesan más y se calculan los resultados. Los valores digitalizados procesados por este controlador encuentran los siguientes parámetros.

Ib está determinado por (Vs - Vb) / Rb
Y Ic por (5V - Vc) / Rc

Trazador de curvas de transistores BiCMOS basado en Arduino

Estos valores de las corrientes de base y colector deben trazarse para determinar las características del transistor. Para trazar estos valores, se conecta un enlace serie USB entre el controlador Arduino y la computadora host. La computadora host consiste en un tipo especial de aplicación para procesar y trazar los gráficos. El software o programas como SciLab y Octave pueden leer y trazar los valores de la cable serial.

El avance al proyecto Arduino anterior es conectando el Arduino para trazar los gráficos del transistor BiCMOS. Estas curvas se obtienen mediante E / S dual de riel a riel Amplificador operacional , resistencias y condensadores y placa de prueba sin soldadura.

El voltaje general se selecciona usando un interruptor selector para cambiar la polaridad PNP / NPN. Este proyecto es el mismo que el proyecto anterior, pero el código es algo diferente al primero. Después de compilar y cargar el código en la placa de desarrollo de hardware, existe un requisito de voltajes del transistor con diferentes valores de las corrientes base, que también se pueden cambiar mediante el código del programa.

Esta placa Arduino procesa estos valores y los envía a la computadora para procesar y trazar los valores a través de un cable de comunicación serial . Al igual que en el proyecto anterior, el software de aplicación permite procesar y trazar los datos adquiridos para encontrar parámetros de transistores particulares como transistores PMOS, NMOS, NPN y PNP.

Este es un proyecto Arduino simple con algunos circuitos externos para obtener las curvas del transistor. Algunas de las aplicaciones de los proyectos basados en Arduino son sistemas de automatización del hogar, controles de alumbrado público, sistemas de detección de fallas en cables subterráneos, etc. Si desea algún tipo de ayuda con respecto a estos proyectos basados en Arduino para desarrollar código, diagramas de circuitos, software de simulación y otros orientación, puede comunicarse con nosotros comentando a continuación.