L'enseignement devient facile et efficace s'il devient un domaine pratique. Montrer quelque chose de pratique avec une pratique en main et des démonstrations conceptuelles aide toujours à se souvenir des concepts appris sur une longue période de temps que les simples explications des leçons théoriques. Cela pourrait se produire avec des traceurs de courbes à transistors pour connaître le concept de comment fonctionne le transistor . C'est un moyen simple, efficace et pratique de connaître le fonctionnement d'un transistor et de déterminer ses paramètres.

L'utilisation du traceur de courbe se développe de nos jours pour une utilisation en laboratoire et à d'autres fins d'analyse de la qualité. Ce concept de mise en œuvre du traceur de courbe en utilisant une carte Arduino permet aux étudiants de mieux comprendre le transistor et Technologie Arduino.

Traceur de courbe

Un traceur de courbe est un équipement de test qui affiche la relation tension / courant du composant. Il existe plusieurs domaines d'application dans lesquels ces traceurs de courbes I-V fournissent une représentation visuelle des formes d'onde de courant et de tension avec des mesures quantitatives. L'équipement de traçage de courbes se compose de circuits matériels pour tester divers composants électroniques de base comme les transistors, les diodes et autres dispositifs à semi-conducteurs. Ces traceurs de courbes nous permettent d'analyser les formes d'onde pour trouver différents paramètres comme le gain, l'impédance, le décalage, etc.

Traceur de courbe

Le circuit ci-dessus montre comment un traceur de courbe simple fonctionne pour un appareil sous test (DUT). Un transformateur abaisseur est connecté à un Circuit redresseur en pont qui convertit l'alimentation CA en alimentation CC pulsée . L'appareil testé est connecté via une résistance série pour limiter le courant. Ondes de tension et de courant dans le Oscilloscope à rayons cathodiques (CRO) sont variés en faisant varier la tension d'entrée appliquée par le transformateur variable. De cette façon, on peut analyser et observer les courbes à l'aide du traceur de courbes.

Traceur de courbe de transistor

Le transistor est un dispositif commandé en courant dans lequel le courant de tension collecteur à émetteur est commandé en faisant varier le courant de base appliqué à la borne de base du transistor. Un traceur de courbe de transistor est un instrument qui mesure les paramètres du transistor tels que le gain de courant, l’impédance et les tensions de claquage. Il génère et affiche un ensemble de courbes du courant de collecteur IC par rapport au collecteur à la tension d'émetteur VCE pour différentes valeurs du courant de base. A partir de ces courbes, le gain de courant du transistor peut être déterminé.

Trois circuits fonctionnels majeurs qui sont utilisés dans ce traceur comprennent un générateur de tension de balayage pour contrôler la tension du collecteur un générateur d'étape de courant de base pour contrôler le courant de base avec un nombre égal d'incréments de générateur de suintement de tension et, un circuit de synchronisation pour changer le courant de base pour à chaque début de balayage de tension.

Traceur de courbe de transistor

Le générateur de tension de balayage applique Vs avec une période de temps de manière répétitive au transistor. Cette tension de balayage peut être observée dans l'oscilloscope.Et, la source de courant de base augmente également le courant de base IB par pas incrémentaux égaux pour chaque balayage de tension consécutif avec les étapes synchronisées avec le début de chaque balayage de tension de collecteur. Le courant de base répète cette séquence d'étapes et devient stable pour la dernière période incrémentée. Des commutateurs de sélection sont fournis pour chaque circuit pour faire varier les conditions d'entrée.

Le gain de courant du transistor est déterminé par:

b = DIc / DIB

Où, le réglage du sélecteur de pas est représenté par DIB.

Par conséquent, à partir de la forme d'onde ci-dessus dans l'oscilloscope, nous pouvons déterminer le gain de courant du transistor. Ainsi, le traceur de courbe de transistor permet de trouver différents paramètres du transistor et fournit également l'analyse de ses formes d'onde pour différentes conditions de variation d'entrée.

Projet Arduino sur Transistor Curve Tracer

Circuit Tracer de courbe de transistor basé sur Arduino

Ce circuit est mis en œuvre avec l'utilisation d'un potentiomètre connecté à une base de transistor pour faire varier le courant de base. La carte Arduino uno est utilisée comme contrôleur principal d'acquisition de données qui acquiert les paramètres analogiques des tensions de base, de collecteur et de source. Un transistor avec deux résistances et un potentiomètre passe sous le circuit sous le test avec l'utilisation de Carte de développement Arduino .

En faisant varier le potentiomètre, le courant de base est varié, et les valeurs de tension de base, de collecteur et d'émetteur sont lues par l'Arduino avec un Convertisseur analogique-numérique . Le code de programme Arduino est programmé de telle manière que les signaux acquis de l'ADC sont traités ultérieurement et les résultats sont calculés. Les valeurs numérisées traitées par ce contrôleur trouvent les paramètres ci-dessous.

Ib est déterminé par (Vs - Vb) / Rb
Et Ic par (5V - Vc) / Rc

Traceur de courbe de transistor BiCMOS basé sur Arduino

Ces valeurs de courants de base et de collecteur doivent être tracées pour déterminer les caractéristiques du transistor. Pour tracer ces valeurs, une liaison série USB est connectée entre le contrôleur Arduino et l'ordinateur hôte.L'ordinateur hôte se compose d'un type spécial d'application pour traiter et tracer les graphiques.Un logiciel ou des programmes comme SciLab et Octave peuvent lire et tracer les valeurs à partir du câble série.

L'avancement du projet Arduino ci-dessus consiste à connecter l'Arduino pour tracer les graphiques du transistor BiCMOS. Ces courbes sont obtenues par E / S double rail à rail Amplificateur opérationnel , résistances et condensateurs et carte à pain sans soudure.

La tension de masse est sélectionnée à l'aide d'un sélecteur pour changer la polarité PNP / NPN. Ce projet est le même que le projet ci-dessus, mais le code est quelque peu différent du premier. Après avoir compilé et téléchargé le code dans la carte de développement matériel, il existe une exigence de tensions du transistor avec des valeurs différentes des courants de base, qui peuvent également être modifiées par le code de programme.

Cette carte Arduino traite ces valeurs et les envoie à l'ordinateur pour traiter et tracer les valeurs via un câble de communication série . Comme similaire au projet ci-dessus, le logiciel d'application permet de traiter et de tracer les données acquises pour trouver les paramètres de transistors particuliers tels que les transistors PMOS, NMOS, NPN et PNP.

Il s'agit d'un simple projet Arduino avec quelques circuits externes pour obtenir les courbes de transistor. Certaines des applications des projets basés sur Arduino sont les systèmes domotiques, les commandes d'éclairage public, les systèmes de détection de défauts de câbles souterrains, etc. Si vous souhaitez obtenir une aide quelconque concernant ces projets basés sur Arduino pour développer du code, des schémas de circuit, des logiciels de simulation et d'autres techniques conseils, vous pouvez nous joindre en commentant ci-dessous.