O ensino torna-se fácil e eficaz se se tornar um domínio prático. Mostrar algo praticamente com a prática em mãos e demonstrações conceituais sempre ajuda a lembrar os conceitos aprendidos por um longo período de tempo do que as simples explicações das lições teóricas. Isso poderia acontecer com traçadores de curva de transistor para conhecer o conceito de como funciona o transistor . Esta é uma maneira fácil, boa e prática de conhecer o funcionamento de um transistor e de determinar seus parâmetros.

O uso do curve tracer está se expandindo hoje em dia para uso em laboratório e outros propósitos de análise de qualidade. Este conceito de implementação do curve tracer usando uma placa Arduino permite que os alunos se tornem mais compreensíveis sobre o transistor e Tecnologia Arduino.

Curve Tracer

Um Curve-tracer é um equipamento de teste que exibe a relação entre tensão e corrente do componente. Existem várias áreas de aplicação nas quais esses rastreadores de curva I-V fornecem representação visual de formas de onda de corrente e tensão com medições quantitativas. O equipamento de rastreamento de curvas consiste em circuitos de hardware para testar vários componentes eletrônicos básicos como transistores, diodos e outros dispositivos semicondutores. Esses rastreadores de curva nos permitem analisar as formas de onda para encontrar diferentes parâmetros como ganho, impedância, deslocamento, etc.

Curve-tracer

O circuito acima mostra como um rastreador de curva simples funciona para um dispositivo em teste (DUT). Um transformador Abaixador é conectado a um circuito retificador de ponte que converte AC para alimentação DC pulsante . O dispositivo em teste é conectado por meio de um resistor em série para limitar a corrente. Ondas de tensão e corrente no Osciloscópio de raios catódicos (CRO) são variadas variando a tensão de entrada aplicada pelo transformador variável. Desta forma, pode-se analisar e observar as curvas usando o curve tracer.

Transistor Curve Tracer

O transistor é um dispositivo controlado por corrente em que o coletor para o emissor de corrente de tensão é controlado pela variação da corrente de base aplicada ao terminal de base do transistor. Um traçador de curva de transistor é um instrumento que mede os parâmetros do transistor, como ganho de corrente, impedância e tensões de ruptura. Ele gera e exibe um conjunto de curvas da corrente de coletor IC versus a tensão de coletor para emissor VCE para diferentes valores da corrente de base. A partir dessas curvas, o ganho de corrente do transistor pode ser determinado.

Três circuitos funcionais principais que são usados neste rastreador incluem um gerador de tensão de varredura para controlar a tensão do coletor, um gerador de etapa de corrente de base para controlar a corrente de base com igual número de incrementos de gerador de infiltração de tensão e um circuito de temporização para alterar a corrente de base para a cada início da varredura de tensão.

Transistor Curve Tracer

O gerador de tensão de varredura aplica Vs com um período de tempo repetidamente ao transistor. Essa tensão de varredura pode ser observada no osciloscópio. E também a fonte de corrente de base aumenta a corrente de base IB em etapas incrementais iguais para cada varredura de tensão consecutiva com as etapas sincronizadas com o início de cada varredura de tensão do coletor. A corrente de base repete esta sequência de etapas e se torna estável pelo último período incrementado. Chaves seletoras são fornecidas para cada circuito para variar as condições de entrada.

O ganho de corrente do transistor é determinado por:

b = DIc / DIB

Onde, a configuração do seletor de etapas é representada como DIB.

Portanto, a partir da forma de onda acima no osciloscópio, podemos determinar o ganho de corrente do transistor. Assim, o traçador da curva do transistor permite encontrar diferentes parâmetros do transistor e também fornece a análise de suas formas de onda para diferentes condições de entrada.

Projeto Arduino no Transistor Curve Tracer

Circuito Transistor Tracer baseado em Arduino

Este circuito é implementado com o uso de um potenciômetro conectado a uma base de transistor para variar a corrente de base. A placa Arduino uno é usada como principal controlador de aquisição de dados que adquire os parâmetros analógicos das tensões de base, coletor e fonte. Um transistor com dois resistores e um potenciômetro entra no circuito sob o teste com o uso de Placa de desenvolvimento Arduino .

Variando o potenciômetro, a corrente de base é variada, e os valores de voltagem de base, coletor e emissor são lidos pelo Arduino com um conversor analógico para digital . O código do programa Arduino é programado de forma que os sinais adquiridos do ADC sejam processados posteriormente e os resultados sejam calculados. Os valores digitalizados processados por este controlador encontram os parâmetros abaixo.

Ib é determinado por (Vs - Vb) / Rb
E Ic por (5V - Vc) / Rc

BiCMOS Transistor Curve Tracer baseado em Arduino

Esses valores de correntes de base e coletor devem ser plotados para determinar as características do transistor. Para plotar esses valores, o link serial USB é conectado entre o controlador Arduino e o computador host. O computador host consiste em um tipo especial de aplicativo para processar e plotar os gráficos. O software ou programas como SciLab e Octave podem ler e plotar os valores do cabo serial.

O avanço para o projeto Arduino acima é conectando o Arduino para traçar os gráficos do transistor BiCMOS. Essas curvas são obtidas por E / S dual rail-to-rail Amplificador operacional , resistores e capacitores e placa de pão sem solda.

A tensão em massa é selecionada usando uma chave seletora para alterar a polaridade PNP / NPN. Este projeto é igual ao projeto acima, mas o código é um pouco diferente do primeiro. Após compilar e enviar o código para a placa de desenvolvimento de hardware, há um requisito de tensões do transistor com valores diferentes das correntes de base, que também podem ser alteradas pelo código do programa.

Esta placa Arduino processa esses valores e os envia ao computador para processar e plotar os valores por meio de um cabo de comunicação serial . Semelhante ao projeto acima, o software aplicativo permite processar e plotar os dados adquiridos para encontrar parâmetros de transistores específicos, como transistores PMOS, NMOS, NPN e PNP.

Este é um projeto simples do Arduino com alguns circuitos externos para obter as curvas do transistor. Algumas das aplicações de projetos baseados em Arduino são sistemas de automação residencial, controles de iluminação pública, sistemas de detecção de falha de cabos subterrâneos, etc. orientação, você pode entrar em contato conosco comentando abaixo.