En muchas aplicaciones de circuitos críticos, como amplificadores de potencia, inversores, etc., es necesario utilizar pares de transistores emparejados que tengan una ganancia de hFE idéntica. No hacer esto posiblemente crea resultados de salida impredecibles, como que un transistor se caliente más que el otro o condiciones de salida asimétricas.
Por: David Corbill
Para eliminar esto, emparejar pares de transistores con sus Vbe y hFE especificaciones se convierte en un aspecto importante para aplicaciones típicas.
La idea del circuito que se presenta aquí se puede utilizar para comparar dos BJT individuales y, por lo tanto, descubrir exactamente cuáles dos se combinan perfectamente en términos de sus especificaciones de ganancia.
Aunque esto normalmente se hace usando multímetros digitales, un circuito simple como el probador de coincidencia de transistores propuesto puede ser mucho más útil, debido a las siguientes razones específicas.
- Proporciona una visualización directa de si el transistor o el BJT coinciden con precisión o no.
- No hay molestos multímetros ni cables involucrados, por lo que hay una molestia mínima.
- Los multimetros utilizan energía de la batería que en las uniones críticas tienden a agotarse, dificultando el procedimiento de prueba.
- Este circuito simple se puede usar para probar y combinar transistores en cadenas de producción en masa, sin contratiempos ni problemas.
Concepto de circuito
El concepto discutido es una herramienta notable que elige hábilmente un par de transistores de todo tipo de posibilidades en un momento.
Un par de transistores se “emparejarán” si el voltaje en la base / emisor y la amplificación de corriente son idénticos.
El grado de precisión puede ser de 'vagamente igual' a 'exacto' y se puede modificar según sea necesario. Sabemos lo útil que es tener transistores coincidentes para aplicaciones como amplificadores diferenciales o termistores.
Buscar transistores similares es un trabajo agotador y detestable. Aún así, tiene que hacerse ocasionalmente porque los transistores emparejados se utilizan con frecuencia en amplificadores diferenciales, especialmente cuando funcionan como termistores.
Comúnmente, una gran cantidad de transistores se verifican con un multímetro y sus valores se registran hasta que no queda nada por inspeccionar.
Los LED se encenderán si hay una respuesta de la U del transistorSERy HFE.
El circuito hace el trabajo pesado ya que solo necesita conectar los pares de transistores y monitorear las luces.
En total, hay tres LED, el primero le permite saber si el BJT No.1 es más eficiente que el BJT No.2, el segundo LED describe lo contrario. El último LED reconoce que los transistores son de hecho una coincidencia idéntica.
Cómo funciona el circuito
Aunque esto parece un poco complicado, sigue una regla relativamente directa. La Figura 1 muestra un tipo básico de circuito para mayor claridad.
los Transistores bajo prueba (TUT) están sujetos a una forma de onda triangular. Las discrepancias entre sus voltajes de colector se identifican mediante un par de comparadores y se indican mediante los LED. Ese es todo el concepto.
En términos prácticos, los dos BJT bajo prueba están alimentados por voltajes de control idénticos, como se muestra en la Figura 1.
Sin embargo, encontramos que su resistencia a los colectores es bastante diferente. R2ay R2bson algo más grandes en resistencia en comparación con R1, pero R2aya que una sola unidad tiene un valor menor que R1. Esta es la configuración completa del circuito de muestreo.
Digamos que los dos transistores bajo prueba son exactamente iguales en términos de USERy HFE. La pendiente ascendente del voltaje de entrada los encenderá a ambos simultáneamente y, en consecuencia, caerán sus voltajes de colector.
Aquí, si la situación anterior está en pausa, observaríamos que el voltaje del colector del segundo transistor es un poco más bajo que el del primer transistor porque toda la resistencia del colector es mayor.
Porque R2atiene una resistencia menor que R1, el potencial en la unión de R2a/ R2bserá ligeramente más grande en comparación con el colector del transistor 1.
Entonces, la entrada “+” del comparador 1 se cargará positivamente contra su entrada “-”. Eso muestra que la salida de K1 estará encendida y el LED D1 no se iluminará.
Al mismo tiempo, la entrada “+” de K2 se cargará negativamente contra su “-” y debido a eso la salida estará APAGADA y el LED D3 también permanecerá apagado. Cuando la salida de K1 está encendida y K2 está apagada, D2 se encenderá para mostrar que ambos transistores son exactamente iguales y coinciden.
Veamos si TUT1 tiene una UBE más pequeña y / o una H más grandeFEque TUT2. En el borde ascendente de la señal triangular, el voltaje del colector de TUT1 caerá más rápido que el voltaje del colector de TUT2.
Entonces, el comparador K1 responderá de la misma manera y la entrada “+” se cargará positivamente contra la entrada “-” y, en consecuencia, su salida será alta. Debido a que la baja tensión del colector de TUT1 está vinculada a la entrada “-” de K2, será más pequeña que la entrada “+” que está conectada al colector de TUT2.
Como resultado, la salida de K2 comienza a aumentar. Debido a las dos salidas altas de los comparadores, D1 no se ilumina.
Debido a que D2 está vinculado como D1 y entre dos niveles altos, tampoco se encenderá. Ambas condiciones hacen que D3 se ilumine y, por lo tanto, concluya que la ganancia de TUT1 es superior a TUT2.
En el caso de que la ganancia de TUT2 se identifique como el mejor de los dos transistores, esto hace que el voltaje del colector caiga más rápidamente.
Por lo tanto, los voltajes en el colector y el R2a/ R2bLa unión será más pequeña en comparación con el voltaje del colector de TUT1.
En conclusión, una señal baja de las entradas “+” de los comparadores cambiará a baja con respecto a la entrada “-” permitiendo que las dos salidas sean bajas.
Debido a eso, los LED, D2 y D3 no se encenderán, pero solo D1 se iluminará en este punto, lo que indica que TUT2 tiene una mejor ganancia que TUT1.
Diagrama de circuito
El esquema completo del circuito del probador de pares BJT se muestra en la Figura 2. Los componentes que se encuentran en el circuito son un IC, tipo TL084 que alberga cuatro amplificadores operacionales FET (amplificadores operacionales).
El disparador Schmitt A1 y un integrador se construyen alrededor de A2 para desarrollar un generador de ondas triangulares estándar.
Como resultado, se suministra un voltaje de entrada a los transistores bajo evaluación. Los Opamps A3 y A4 funcionan como comparadores y sus respectivas salidas son las que regulan los LED D1, D2 y D3.
Cuando se inspecciona más a fondo la unión de resistencias en los pines colectores de los dos transistores, entendemos la razón para usar un circuito menos complejo para investigar la regla.
El esquema final parece ser muy complejo, ya que se introdujo un potenciómetro dual agrupado (P1) para predeterminar el rango donde se cree que las características del transistor son exactamente similares.
Cuando P1 se gira hacia el extremo izquierdo, el LED D3 se iluminará, lo que significa que el par de TUT será el mismo con menos del 1% de diferencia.
La tolerancia puede desviarse alrededor de un 10% para el “par emparejado” cuando el bote se gira completamente en el sentido de las agujas del reloj.
El límite superior de la precisión depende de los valores de las resistencias R6 y R7, que es el resultado de contrarrestar el voltaje de TL084 y la precisión de seguimiento de P1a y P1b.
Además, los TUT responderán a alteraciones en su temperatura por lo que esto debe ser observado.
Por ejemplo, si el transistor fue manipulado por personas antes de conectarlo al probador, los resultados no son 100% precisos debido a las desviaciones de temperatura. Por tanto, se recomienda retrasar la lectura final hasta que el transistor se haya enfriado.
Fuente de alimentación
Es necesaria una fuente de alimentación equilibrada para el probador. Dado que la amplitud del voltaje de suministro es irrelevante, el circuito funciona bien con ± 9V, ± 7V o incluso a ± 12V. Un simple par de baterías de 9V puede suministrar energía al circuito porque el consumo de corriente es tan pequeño como 25 mA.
Además, este tipo de circuitos no suele funcionar durante muchas horas. Una ventaja de tener un circuito a batería es que la construcción está bien ordenada y es fácil de trabajar.
Placa de circuito impreso
La Figura 3 muestra la placa de circuito impreso del circuito del probador. Dado su pequeño tamaño y muy pocos componentes, la construcción del circuito es bastante sencilla. Todo lo que se requiere es un IC estándar, dos soportes de transistores para los TUT, algunas resistencias y tres unidades de LED. Es importante asegurarse de que las resistencias R6 y R7 sean del tipo 1%.
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