Em muitas aplicações de circuitos críticos, como amplificadores de potência, inversores, etc, torna-se necessário usar pares de transistores combinados com ganho hFE idêntico. Não fazer isso possivelmente cria resultados de saída imprevisíveis, como um transistor ficando mais quente que o outro ou condições de saída assimétricas.
Por: David Corbill
Para eliminar isso, combinando pares de transistores com seus Vbe e hFE especificações torna-se um aspecto importante para aplicações típicas.
A ideia de circuito apresentada aqui pode ser usada para comparar dois BJTs individuais e, assim, descobrir exatamente quais dois são perfeitamente compatíveis em termos de especificações de ganho.
Embora isso seja normalmente feito usando multímetros digitais, um circuito simples como o testador de correspondência de transistores proposto pode ser muito mais prático, devido aos seguintes motivos específicos.
- Ele fornece uma exibição direta se o transistor ou o BJT são compatíveis com precisão ou não.
- Nenhum multímetro e fios complicados estão envolvidos, então há um mínimo de problemas.
- Os multímetros usam energia da bateria que em momentos críticos tende a se esgotar, dificultando o procedimento de teste.
- Este circuito simples pode ser usado para testar e combinar transistores em cadeias de produção em massa, sem problemas ou problemas.
Conceito de circuito
O conceito discutido é uma ferramenta notável que habilmente escolhe pares de transistores de todos os tipos de possibilidades em pouco tempo.
Um par de transistores será “combinado” se a tensão na base/emissor e a amplificação de corrente forem idênticas.
A extensão da precisão pode ser de “vagamente igual” a “exata” e pode ser ajustada conforme necessário. Sabemos como é muito útil ter transistores correspondentes para aplicações como amplificadores diferenciais ou termistores.
Procurar transistores semelhantes é um trabalho detestável e desgastante. Ainda assim, isso deve ser feito ocasionalmente porque os transistores emparelhados são frequentemente utilizados em amplificadores diferenciais, especialmente quando são operados como termistores.
Comumente, muitos transistores são verificados usando um multímetro e seus valores são registrados até que não haja mais nada para inspecionar.
Os LEDs acenderão se houver uma resposta do U do transistorESTAR e HEF.
O circuito faz o trabalho pesado, pois você só precisa conectar os pares de transistores e monitorar as luzes.
No total, são três LEDs; o primeiro permite saber se o BJT No.1 é mais eficiente que o BJT No.2, o segundo LED descreve o contrário. O último LED reconhece que os transistores são de fato idênticos.
Como funciona o circuito
Embora isso pareça um pouco complicado, segue uma regra relativamente direta. A Figura 1 mostra um tipo básico de circuito para melhor clareza.
O Transistores em teste (TUTs) estão sujeitos a uma forma de onda triangular. As discrepâncias entre suas tensões de coletor são identificadas por um par de comparadores e indicadas pelos LEDs. Esse é todo o conceito.
Em termos práticos, os dois BJTs em teste são alimentados por tensões de controle idênticas, conforme mostrado na Figura 1.
No entanto, descobrimos que a resistência do coletor é bastante diferente. R2uma e R2b são um pouco maiores em resistência em comparação com R1, mas R2uma como uma única unidade tem um valor menor que R1. Esta é toda a configuração do circuito de amostragem.
Digamos que os dois transistores em teste são exatamente os mesmos em termos de UESTAR e HEF. A inclinação ascendente da tensão de entrada ligará os dois simultaneamente e, consequentemente, suas tensões de coletor cairão.
Aqui, se a situação acima for pausada, observaríamos que a tensão do coletor do segundo transistor é um pouco menor que a do primeiro transistor porque toda a resistência do coletor é maior.
Porque R2uma tem uma resistência menor que R1, o potencial na junção de R2uma/R2b será marginalmente maior em oposição ao coletor do transistor 1.
Assim, a entrada “+” do comparador 1 será carregada positivamente contra sua entrada “-”. Isso mostra que a saída de K1 estará LIGADA e o LED D1 não acenderá.
Ao mesmo tempo, a entrada “+” do K2 será carregada negativamente contra o seu “-” e por isso a saída ficará DESLIGADA e o LED D3 também permanecerá desligado. Quando a saída de K1 estiver LIGADA e K2 estiver DESLIGADA, D2 será LIGADO para mostrar que ambos os transistores são exatamente iguais e combinados.
Vamos ver se o TUT1 tem um UBE menor e/ou um H maiorEF do que TUT2. Na borda ascendente do sinal triangular, a tensão do coletor de TUT1 cairá mais rapidamente do que a tensão do coletor de TUT2.
Então, o comparador K1 responderá da mesma forma e a entrada “+” será carregada positivamente contra a entrada “-” e, consequentemente, sua saída será alta. Como a baixa tensão do coletor do TUT1 está ligada à entrada “-” do K2, ela será menor que a entrada “+” que está ligada ao coletor do TUT2.
Como resultado, a saída de K2 começa a aumentar. Devido às duas saídas altas dos comparadores, D1 não acende.
Como D2 está ligado como D1 e entre dois níveis altos, também não será aceso. Ambas as condições fazem com que D3 se ilumine e assim conclua que o ganho de TUT1 é superior a TUT2.
Caso o ganho do TUT2 seja identificado como o melhor dos dois transistores, isso faz com que a tensão do coletor caia mais rapidamente.
Portanto, as tensões no coletor e no R2uma/R2b junção será menor em comparação com a tensão do coletor de TUT1.
Conclusivamente, um sinal baixo das entradas “+” dos comparadores mudará para baixo em relação à entrada “-”, permitindo que as duas saídas sejam baixas.
Devido a isso, os LEDs, D2 e D3 não acenderão, mas apenas D1 acenderá neste ponto, o que sinaliza que TUT2 tem um ganho melhor que TUT1.
Diagrama de circuito
Todo o esquema do circuito do testador de pares BJT é mostrado na Figura 2. Os componentes encontrados no circuito são um IC, tipo TL084, que abriga quatro amplificadores operacionais FET (opamps).
O gatilho Schmitt A1 e um integrador são construídos em torno de A2 para desenvolver um gerador de onda triangular padrão.
Como resultado, uma tensão de entrada é fornecida aos transistores em avaliação. Os Opamps A3 e A4 funcionam como comparadores e suas respectivas saídas são as que regulam os LEDs D1, D2 e D3.
Quando inspecionados mais a fundo na união dos resistores nos pinos coletores dos dois transistores, entendemos o motivo de utilizar um circuito menos complexo para investigar a regra.
O esquema final parece ser muito complexo, pois um potenciômetro duplo agrupado (P1) foi introduzido para padronizar a faixa onde se acredita que as características do transistor sejam exatamente semelhantes.
Quando P1 for girado para a extrema esquerda, o LED D3 acenderá o que significa que o par de TUTs será o mesmo com menos de 1% de diferença.
A tolerância pode desviar em cerca de 10% para o “par combinado” quando o pote é completamente girado no sentido horário.
O limite superior da precisão depende dos valores dos resistores R6 e R7, que é resultado da neutralização da tensão de TL084 e da precisão de rastreamento de P1a e P1b.
Além disso, os TUTs responderão a alterações em sua temperatura, portanto, isso deve ser observado.
Por exemplo, se o transistor foi manuseado por pessoas antes de conectá-lo ao testador, os resultados não são 100% precisos devido a desvios de temperatura. E assim, é recomendável atrasar a leitura final até que o transistor esfrie.
Fonte de energia
Uma fonte de alimentação balanceada é necessária para o testador. Como a amplitude da tensão de alimentação é irrelevante, o circuito funciona bem com ±9V, ±7V ou até ±12V. Um simples par de baterias de 9V pode fornecer energia ao circuito porque o consumo de corrente é de apenas 25 mA.
Além disso, este tipo de circuitos geralmente não é operado por horas muito longas. Uma vantagem de ter um circuito alimentado por bateria é que a construção é bem ordenada e simples de trabalhar.
Placa de circuito impresso
A Figura 3 exibe a placa de circuito impresso do circuito testador. Dado seu pequeno tamanho e poucos componentes, a construção do circuito é bastante direta. Tudo o que é necessário é um IC padrão, duas montagens de transistor para os TUTs, alguns resistores e três unidades de LEDs. É importante garantir que os resistores R6 e R7 sejam do tipo 1%.
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FONTE
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