Pusvadītāju līknes marķieris: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Sveicieni!

Zināšanas par jebkuras ierīces darbības īpašībām ir būtiskas, lai gūtu ieskatu par to. Šis projekts palīdzēs jums uzzīmēt diodes, NPN tipa bipolāru savienojumu tranzistoru un n tipa MOSFET līknes savā klēpjdatorā mājās!

Tiem, kuri nezina, kas ir raksturīgās līknes: raksturīgās līknes ir grafiki, kas parāda attiecību starp strāvu un spriegumu abos ierīces spailēs. 3 termināļa ierīcei šis grafiks ir attēlots trešā termināļa mainīgajam parametram. Divām termināla ierīcēm, piemēram, diodēm, rezistoriem, gaismas diodēm utt., Raksturlielumi parāda attiecību starp spriegumu ierīces spaiļos un strāvu, kas plūst caur ierīci. Attiecībā uz 3 termināla ierīcēm, kur trešais terminālis darbojas kā vadības tapa vai tiek sakārtots, sprieguma un strāvas attiecība ir atkarīga arī no trešās spailes stāvokļa, un tāpēc raksturlielumos tas arī jāiekļauj.

Pusvadītāju līknes marķieris ir ierīce, kas automatizē līknes attēlošanas procesu tādām ierīcēm kā diodes, BJT, MOSFET. Īpaši līknes marķieri parasti ir dārgi un nav pieejami entuziastiem. Viegli lietojama ierīce, kas spēj iegūt pamata elektronisko ierīču IV raksturlielumus, būtu ļoti izdevīga, jo īpaši studentiem, hobijiem, kuri nodarbojas ar elektroniku.

Lai padarītu šo projektu par elektronikas pamatkursu un tādiem jēdzieniem kā op pastiprinātāji, PWM, uzlādes sūkņi, sprieguma regulatori, būtu nepieciešama jebkura mikrokontrollera kodēšana. Ja jums ir šīs prasmes, apsveicam, jums ir labi iet !!

Lai iegūtu atsauces uz iepriekš minētajām tēmām, dažas saites man šķita noderīgas:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

www.electronicdesign.com/power/charge-pump-…

www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_1….

1. darbība. Izprotiet aparatūru

Marķieris tiktu pievienots klēpjdatoram, bet DUT (pārbaudāmā ierīce) - tāfeles slotos. Pēc tam raksturīgā līkne tiks parādīta klēpjdatorā.

Es izmantoju MSP430G2553 kā savu mikrokontrolleri, bet, kad esat sapratis dizaina pieeju, var izmantot jebkuru kontrolieri.

Lai to izdarītu, tika ievērota norādītā pieeja.

● Lai iegūtu ierīces strāvas vērtības pie dažādām ierīces sprieguma vērtībām, mums ir nepieciešams pieaugošs signāls (kaut kas līdzīgs rampas signālam). Lai iegūtu pietiekamu punktu skaitu līknes uzzīmēšanai, mēs izvēlamies zondēt ierīci 100 dažādām ierīces sprieguma vērtībām. Tādējādi mums ir vajadzīgs 7 bitu rampas signāls. To iegūst, ģenerējot PWM un izlaižot to caur zemas caurlaides filtru.

● Tā kā mums ir jāapraksta ierīces raksturlielumi ar dažādām bāzes strāvas vērtībām BJT un dažādām vārtu sprieguma vērtībām MOSFET gadījumā, mums ir nepieciešams ģenerēt kāpņu signālu līdzās rampas signālam. Ierobežojot sistēmas iespējas, mēs izvēlamies attēlot 8 līknes dažādām bāzes strāvas/vārtu sprieguma vērtībām. Tādējādi mums ir nepieciešama 8 līmeņu vai 3 bitu kāpņu viļņu forma. To iegūst, ģenerējot PWM un izlaižot to caur zemas caurlaides filtru.

● Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka mums ir jāatkārto viss rampas signāls katram 8 līmeņu kāpņu signāla solim, tāpēc rampas signāla frekvencei vajadzētu būt tieši 8 reizes vairāk nekā kāpņu signālam, un tam vajadzētu būt laikam. sinhronizēts. Tas tiek panākts, kodējot PWM paaudzi.

● DUT savācējs/drenāža/anods tiek pārbaudīts, lai iegūtu signālu, kas pēc sprieguma dalītāja ķēdes jāievada osciloskopā/mikrokontrollera ADC.

● Strāvas noteikšanas rezistors tiek ievietots virknē ar DUT, kam seko diferenciālais pastiprinātājs, lai iegūtu signālu, ko pēc sprieguma dalītāja ķēdes var ievadīt osciloskopā kā Y-ass/ mikrokontrollera ADC.

● Pēc tam ADC pārsūta vērtības UART reģistros, kas jānosūta uz datora ierīci, un šīs vērtības tiek attēlotas, izmantojot python skriptu.

Tagad jūs varat turpināt izveidot ķēdi.

2. darbība. Aparatūras izgatavošana

Nākamais un ļoti svarīgais solis ir aparatūras izgatavošana.

Tā kā aparatūra ir sarežģīta, es ieteiktu PCB izgatavošanu. Bet, ja jums ir drosme, varat arī izvēlēties maizi.

Plātnei ir 5V barošana, 3.3V MSP, +12V un -12V op pastiprinātājam. 3.3V un +/- 12V tiek ģenerēti no 5V, izmantojot regulatorus LM1117 un XL6009 (tā modulis ir pieejams, es to izveidoju no atsevišķiem komponentiem) un attiecīgi uzlādes sūkni.

Datiem no UART uz USB ir nepieciešama pārveidošanas ierīce. Esmu izmantojis CH340G.

Nākamais solis būtu shematisku un dēļu failu izveide. Esmu izmantojis EAGLE CAD kā savu rīku.

Faili tiek augšupielādēti jūsu atsaucei.

3. solis: kodu rakstīšana

Izgatavoja aparatūru? Pārbaudītas sprieguma polaritātes visos punktos?

Ja jā, ļaujiet kodēt tūlīt!

Esmu izmantojis CCS, lai kodētu savu MSP, jo esmu apmierināts ar šīm platformām.

Lai parādītu grafiku, kā platformu esmu izmantojis Python.

Tiek izmantotas šādas mikrokontrolleru perifērijas ierīces:

· Timer_A (16 bitu) salīdzināšanas režīmā, lai ģenerētu PWM.

· ADC10 (10 bitu) vērtību ievadīšanai.

· UART datu pārsūtīšanai.

Jūsu ērtībai ir pieejami koda faili.

4. darbība. Kā to izmantot?

Apsveicam! Atliek tikai marķiera darbs.

Jauna līknes marķiera gadījumā būtu jāiestata 50k omu apdares pods.

To var izdarīt, mainot potenciometra stāvokli un ievērojot BJT IC-VCE grafiku. Pozīcija, kurā zemākā līkne (IB = 0) sakristu ar X asi, tā būtu precīza apdares trauka pozīcija.

· Pievienojiet pusvadītāju līknes marķieri datora USB portam. Iedegsies sarkana gaismas diode, kas norāda, ka tāfele ir ieslēgta.

· Ja tā ir BJT /diode ierīce, kuras līknes ir jāapzīmē, nepieslēdziet džemperi JP1. Bet, ja tas ir MOSFET, pievienojiet galveni.

· Dodieties uz komandu uzvedni

· Palaidiet python skriptu

· Ievadiet DUT termināļu skaitu.

· Pagaidiet, kamēr programma darbojas.

· Grafiks ir uzzīmēts.

Laimīgu veidošanu!