การสอนจะกลายเป็นเรื่องง่ายและได้ผลถ้ามันกลายเป็นดินแดนที่ใช้งานได้จริง การแสดงบางสิ่งที่ใช้ได้จริงด้วยการฝึกฝนในมือและการสาธิตแนวความคิดช่วยให้จดจำแนวคิดที่เรียนรู้ได้ในระยะเวลาอันยาวนานมากกว่าคำอธิบายของบทเรียนทางทฤษฎีง่ายๆ สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นกับตัวตรวจจับเส้นโค้งของทรานซิสเตอร์เพื่อให้ทราบถึงแนวคิดของ ทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร . นี่เป็นวิธีที่ง่ายดีและใช้ได้จริงในการทราบการทำงานของทรานซิสเตอร์และกำหนดค่าพารามิเตอร์
ปัจจุบันการใช้ตัวติดตามเส้นโค้งกำลังขยายตัวสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการและเพื่อการวิเคราะห์คุณภาพอื่น ๆ แนวคิดในการใช้ตัวติดตามเส้นโค้งโดยใช้บอร์ด Arduino ช่วยให้นักเรียนเข้าใจเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์และ เทคโนโลยี Arduino
Curve Tracer
Curve-tracer คืออุปกรณ์ทดสอบที่แสดงแรงดันไฟฟ้ากับความสัมพันธ์ปัจจุบันของส่วนประกอบ มีหลายพื้นที่การใช้งานที่ตัวตรวจจับเส้นโค้ง I-V เหล่านี้ให้การแสดงภาพของรูปคลื่นกระแสและแรงดันไฟฟ้าด้วยการวัดเชิงปริมาณ อุปกรณ์ติดตามเส้นโค้งประกอบด้วยวงจรฮาร์ดแวร์เพื่อทดสอบต่างๆ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน เช่นทรานซิสเตอร์ไดโอดและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ เครื่องมือติดตามเส้นโค้งเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์รูปคลื่นเพื่อค้นหาพารามิเตอร์ต่างๆเช่นเกนอิมพีแดนซ์ออฟเซ็ต ฯลฯ
Curve-tracer
วงจรด้านบนแสดงให้เห็นว่าตัวติดตามเส้นโค้งอย่างง่ายทำงานอย่างไรสำหรับอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการทดสอบ (DUT) หม้อแปลง Step-down เชื่อมต่อกับ วงจรเรียงกระแสสะพานที่แปลง AC เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC แบบพัลซิ่ง . อุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการทดสอบเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานแบบอนุกรมเพื่อ จำกัด กระแส คลื่นแรงดันและกระแสใน แคโทดเรย์ออสซิลโลสโคป (CRO) แตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ใช้โดยหม้อแปลงตัวแปร ด้วยวิธีนี้เราสามารถวิเคราะห์และสังเกตเส้นโค้งโดยใช้ตัวติดตามเส้นโค้ง
ทรานซิสเตอร์ Curve Tracer
ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมกระแสซึ่งตัวเก็บรวบรวมไปยังตัวปล่อยกระแสแรงดันไฟฟ้าจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนกระแสฐานที่ใช้กับขั้วฐานของทรานซิสเตอร์ ตัวติดตามเส้นโค้งของทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดค่าพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์เช่นอัตราขยายกระแสอิมพีแดนซ์และแรงดันไฟฟ้าแยกย่อย สร้างและแสดงชุดของเส้นโค้งของ IC ปัจจุบันของตัวสะสมเทียบกับตัวเก็บรวบรวมเพื่อปล่อยแรงดันไฟฟ้า VCE สำหรับค่าที่แตกต่างกันของกระแสฐาน จากเส้นโค้งนี้สามารถกำหนดอัตราขยายกระแสของทรานซิสเตอร์ได้
วงจรการทำงานหลักสามวงจรที่ใช้ในตัวติดตามนี้รวมถึงเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบกวาดเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าขั้นพื้นฐานเพื่อควบคุมกระแสฐานด้วยจำนวนที่เท่ากันของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและวงจรกำหนดเวลาเพื่อเปลี่ยนกระแสฐานสำหรับ ทุกครั้งที่เริ่มการกวาดแรงดันไฟฟ้า
ทรานซิสเตอร์ Curve Tracer
เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้ากวาดใช้ Vs กับช่วงเวลาซ้ำ ๆ กับทรานซิสเตอร์ แรงดันไฟฟ้ากวาดนี้สามารถสังเกตได้ในออสซิลโลสโคปและแหล่งกระแสพื้นฐานจะเพิ่ม IB ปัจจุบันพื้นฐานในขั้นตอนที่เพิ่มขึ้นเท่ากันสำหรับการกวาดแรงดันไฟฟ้าติดต่อกันแต่ละครั้งพร้อมกับขั้นตอนที่ซิงโครไนซ์กับจุดเริ่มต้นของการกวาดแรงดันตัวเก็บ กระแสฐานจะทำซ้ำลำดับขั้นตอนนี้และจะคงที่สำหรับช่วงเวลาที่เพิ่มขึ้นล่าสุด สวิตช์เลือกมีไว้สำหรับแต่ละวงจรเพื่อให้เงื่อนไขอินพุตแตกต่างกันไป
อัตราขยายของกระแสทรานซิสเตอร์ถูกกำหนดโดย:
b = DIc / DIB
โดยที่การตั้งค่าของสวิตช์เลือกขั้นตอนจะแสดงเป็น DIB
ดังนั้นจากรูปคลื่นข้างต้นในออสซิลโลสโคปเราสามารถกำหนดอัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์ได้ ดังนั้นตัวติดตามเส้นโค้งของทรานซิสเตอร์จึงช่วยให้สามารถค้นหาพารามิเตอร์ต่างๆของทรานซิสเตอร์และยังให้การวิเคราะห์รูปคลื่นของมันสำหรับเงื่อนไขที่แตกต่างกันของอินพุตที่แตกต่างกัน
โครงการ Arduino บน Transistor Curve Tracer
วงจร Transistor Curve Tracer ที่ใช้ Arduino
วงจรนี้ใช้งานโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับฐานทรานซิสเตอร์เพื่อเปลี่ยนกระแสฐาน บอร์ด Arduino uno ใช้เป็นตัวควบคุมการรับข้อมูลหลักที่รับพารามิเตอร์อะนาล็อกของแรงดันไฟฟ้าฐานตัวรวบรวมและแหล่งที่มา ทรานซิสเตอร์ที่มีตัวต้านทานสองตัวและโพเทนชิออมิเตอร์หนึ่งตัวอยู่ภายใต้วงจรภายใต้การทดสอบโดยใช้ บอร์ดพัฒนา Arduino .
โดยการเปลี่ยนโพเทนชิออมิเตอร์กระแสไฟฟ้าฐานจะแตกต่างกันไปและ Arduino จะอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าฐานตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณด้วยภายใน ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล . รหัสโปรแกรม Arduino ถูกตั้งโปรแกรมในลักษณะที่สัญญาณที่ได้รับของ ADC จะถูกประมวลผลเพิ่มเติมและคำนวณผลลัพธ์ ค่าดิจิทัลที่ประมวลผลโดยคอนโทรลเลอร์นี้พบพารามิเตอร์ด้านล่าง
Ib ถูกกำหนดโดย (Vs - Vb) / Rb
และ Ic โดย (5V - Vc) / Rc
BiCMOS Transistor Curve Tracer ที่ใช้ Arduino
ค่าของกระแสฐานและตัวสะสมเหล่านี้ต้องได้รับการวางแผนเพื่อกำหนดลักษณะของทรานซิสเตอร์ ในการพล็อตค่าเหล่านี้ลิงค์อนุกรม USB จะเชื่อมต่อระหว่างคอนโทรลเลอร์ Arduino และโฮสต์คอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์โฮสต์ประกอบด้วยแอปพลิเคชันประเภทพิเศษเพื่อประมวลผลและพล็อตกราฟซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมเช่น SciLab และ Octave สามารถอ่านและพล็อตค่าจาก สายเคเบิลอนุกรม
ความก้าวหน้าของโครงการ Arduino ข้างต้นคือการเชื่อมต่อ Arduino เพื่อพล็อตกราฟของทรานซิสเตอร์ BiCMOS เส้นโค้งเหล่านี้ได้มาจาก I / O แบบรางคู่ถึงราง เครื่องขยายเสียงในการทำงาน ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุและแผ่นขนมปังแบบไม่บัดกรี
แรงดันไฟฟ้าจำนวนมากถูกเลือกโดยใช้สวิตช์เลือกเพื่อเปลี่ยนขั้ว PNP / NPN โครงการนี้เหมือนกับโครงการข้างต้น แต่รหัสจะแตกต่างจากโครงการแรกอยู่บ้าง หลังจากรวบรวมและอัปโหลดโค้ดลงในบอร์ดพัฒนาฮาร์ดแวร์แล้วมีข้อกำหนดเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าจากทรานซิสเตอร์ที่มีค่ากระแสฐานต่างกันซึ่งรหัสโปรแกรมสามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน
บอร์ด Arduino นี้ประมวลผลค่าเหล่านี้และส่งไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผลและพล็อตค่าผ่านไฟล์ สายเคเบิลสื่อสารแบบอนุกรม . เช่นเดียวกับโครงการข้างต้นซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่นอนุญาตให้ประมวลผลและวางแผนข้อมูลที่ได้มาเพื่อค้นหาพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์เฉพาะเช่นทรานซิสเตอร์ PMOS, NMOS, NPN และ PNP
นี่เป็นโครงการ Arduino ง่ายๆที่มีวงจรภายนอกสองสามตัวเพื่อให้ได้เส้นโค้งของทรานซิสเตอร์ แอปพลิเคชันบางส่วนของโครงการที่ใช้ Arduino ได้แก่ ระบบอัตโนมัติในบ้านระบบควบคุมไฟถนนระบบตรวจจับความผิดพลาดของสายเคเบิลใต้ดินเป็นต้นหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ เกี่ยวกับโครงการที่ใช้ Arduino เหล่านี้ในการพัฒนาโค้ดไดอะแกรมวงจรซอฟต์แวร์จำลองและด้านเทคนิคอื่น ๆ คำแนะนำคุณสามารถติดต่อเราได้โดยการแสดงความคิดเห็นด้านล่าง
เครดิตภาพ:
