Журнал "Радио", номер 12, 1998г.
Автор: С.Бирюков

Цифровой измеритель параметров транзисторов

    В журнале "Радио", 1998, #8 , с. 62-65 описана микросхема КР572ПВ5 и варианты ее использования, в том числе и нестандартные. Здесь мы приводим краткое описание цифрового измерителя параметров транзисторов как пример использования этой микросхемы в дифференциальном включении.

    Прибор позволяет измерять коэффициент передачи тока базы h_21Э в трех диапазонах с верхними пределами 200, 2000, 20 000 при токе коллектора, устанавливаемом дискретно величиной 0,1; 0,3; 1 и т. д. до 300 мА. Кроме того, возможно измерение обратного тока коллектора также на трех диапазонах с верхними пределами 20,2 и 0,2 мкА, разрешающая способность на низшем - 0,1 нА. Определение h_21Э производится при напряжении коллектор-база около 1,5 В, а обратного тока коллекторного перехода - при 5 В.

    Принцип измерения h_21Э проиллюстрирован на рис. 1. Проверяемый транзистор VTX включен по схеме с общей базой. Его эмиттерный ток определяется относительно большим сопротивлением токозадающего резистора, установленного в цепь эмиттера (один из резисторов R15 - R23), и напряжением источника питания. В цепь эмиттера включен также токоизмерительный резистор (R11-R14). В цепи базы в диагонали диодного моста VD1 установлен резистор, падение напряжения на котором пропорционально току базы (R1-R6).

    Отношение напряжения на резисторе в цепи эмиттера к напряжению на резисторе в цепи базы пропорционально коэффициенту передачи тока в схеме с общим коллектором, он на единицу больше аналогичного коэффициента в схеме с общим эмиттером. Это отношение измеряется АЦП на микросхеме КР572ПВ5. Токоизмерительные резисторы подобраны такого сопротивления, что падение на эмиттерном резисторе составляет около 50 или 150 мВ, на базовом - 25...1500 мВ в зависимости от коэффициента передачи тока базы h_21Э и диапазона. Диодный мост необходим для того, чтобы можно было проверять транзисторы различной структуры без переключения входов UОБР АЦП. Кроме того, падение напряжения на диодах моста обеспечивает напряжение коллектор"база на указанном уровне 1,5 В. Напряжение на входе UВХ АЦП может менять знак, поэтому в эмиттерной цепи диодный мост не требуется.

    При измерении обратного тока коллекторного перехода IКо между коллектором и эмиттером проверяемого транзистора VTX прикладывается напряжение 5 В с делителя R7R15 (рис. 2). Падение напряжения на токоизмерительных резисторах R8-R10 пропорционально измеряемому току. На вход UОБР АЦП в этом режиме подается напряжение 100 мВ. Роль делителя состоит не только в снижении напряжения, подаваемого на транзистор, до 5 В и ограничении тока в случае установки неисправного транзистора, но и в приведении синфазного напряжения на входах UВХ АЦП к половине напряжения питания. Естественно, что в этом режиме можно проверять и обратные токи диодов.

    Схема цепей коммутации измерителя приведена на рис. 3. Переключатель SA1 служит для выбора тока эмиттера проверяемого транзистора и включения режима измерения обратного тока коллектора I_Ко , переключатель SA2 определяет диапазоны измерений h_21Э и I_Ко, положение SA3 определяется структурой транзистора. Конденсаторы С1 и С2 необходимы для устранения генерации, иногда возникающей при проверке высокочастотных транзисторов, С3 устраняет сетевые наводки при измерении обратного тока коллекторного перехода. Цепочки R24С4, R25С5, R26С6, R27С7 служат для защиты входов микросхемы КР572ПВ5 от статического электричества.

    Измерительная часть устройства собрана по схеме рис. 3 [1] (цепь R7C6 исключена), номиналы элементов и делитель для получения напряжения 100 мВ заимствованы из [2]. Частота тактового генератора - 40 кГц (R46 в [2] - 110 кОм). Общий провод устройства - точка соединения вывода 32 микросхемы КР572ПВ5 с конденсаторами С9 и С28 в [2].

    Резисторы R1-R6, R8-R14 желательно подобрать с точностью не хуже 2 %, в крайнем случае можно использовать резисторы с допуском 5 % без подбора. В описываемой конструкции в основном использовались резисторы типа С2-29В мощностью 0,125 Вт. Резистор R14 составлен из двух параллельно соединенных С2-29В 1 Ом 0,125 Вт. Резисторы R7, R15-R23 использованы типа МЛТ с допуском 5 %, R23 составлен из двух последовательно соединенных сопротивлением 12 и 15 Ом мощностью 2 Вт. Диодный мост КЦ407А может быть заменен на четыре кремниевых диода на рабочий ток не менее 100 мА. Переключатель SA1 типа ПГ7-35-16П5Н, SA2 - ПГ2-11-6П6Н, SA3 - ПГ2-13-4П3Н. На принципиальной схеме дана нумерация контактов, приведенная на переключателях.

    При настройке прибора желательно установить частоту тактового генератора АЦП, равную 40 кГц, подбором резистора R45 [1]. Для этого осциллографом, синхронизированным от сети, контролируют частоту импульсов на выходе F микросхемы КР572ПВ5 (вывод 21). Изображение импульсов на экране должно быть практически неподвижным, при этом их частота составляет 50 Гц. Необходимо также откалибровать измеритель тока. Проще всего установить на движке подстроечного резистора R26 [1] относительно общего провода напряжение 100 мВ, контролируя его точным вольтметром с входным сопротивлением не менее 1 МОм.

Литература

1. Бирюков С. Применение АЦП КР572ПВ5. - Радио, 1998, #8, с. 62-65.

2. Бирюков С. Цифровой мультиметр. - Радио, 1996, #5, с. 32-34; #6, с. 32-34; 1997, #1, с. 52, #3, с. 54.