Puslaidininkių kreivės žymeklis: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

SVEIKINIMAI!

Norint sužinoti apie jį, būtina žinoti bet kurio prietaiso veikimo charakteristikas. Šis projektas padėtų jums nubraižyti diodų, NPN tipo bipolinių sandūrų tranzistorių ir n tipo MOSFET kreives savo nešiojamajame kompiuteryje, namuose!

Tiems, kurie nežino, kas yra būdingos kreivės: charakteringos kreivės yra grafikai, rodantys ryšį tarp srovės ir įtampos dviejuose įrenginio gnybtuose. 3 galinio įrenginio grafike pavaizduotas kintantis trečiojo terminalo parametras. Dviejų galinių įrenginių, tokių kaip diodai, rezistoriai, šviesos diodai ir kt., Charakteristika rodo ryšį tarp įtampos per prietaiso gnybtus ir srovės, tekančios per prietaisą. Trijų galinių įrenginių atveju, kai trečiasis gnybtas veikia kaip valdymo kaištis arba jis rūšiuojamas, įtampos ir srovės santykis taip pat priklauso nuo trečiojo gnybto būsenos, todėl charakteristikos taip pat turėtų būti įtrauktos.

Puslaidininkių kreivių žymeklis yra įrenginys, automatizuojantis tokių prietaisų, kaip diodai, BJT, MOSFET, kreivių braižymo procesą. Specialūs kreivių žymekliai paprastai yra brangūs ir neįperkami entuziastams. Lengvai valdomas prietaisas, galintis įgyti pagrindinių elektroninių prietaisų IV charakteristikas, būtų labai naudingas, ypač studentams, mėgėjams, kurie domisi elektronika.

Kad šis projektas taptų pagrindiniu elektronikos kursu ir tokiomis sąvokomis kaip stiprintuvai, PWM, įkrovimo siurbliai, įtampos reguliatoriai, reikės kodavimo naudojant bet kurį mikrovaldiklį. Jei turite šiuos įgūdžius, sveikinu, jums gerai eiti !!

Norėdami rasti nuorodų aukščiau pateiktomis temomis, naudingos kai kurios nuorodos:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

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

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

1 žingsnis: supraskite aparatūrą

Žymeklis būtų prijungtas prie nešiojamojo kompiuterio, o DUT (bandomasis įrenginys) - prie plokštėje esančių lizdų. Tada nešiojamajame kompiuteryje bus rodoma charakteringa kreivė.

Aš naudoju MSP430G2553 kaip savo mikrovaldiklį, bet kai suprasite požiūrį į dizainą, galite naudoti bet kurį valdiklį.

Norėdami tai padaryti, buvo laikomasi nurodyto požiūrio.

● Norint gauti prietaiso srovės vertes esant skirtingoms prietaiso įtampos vertėms, mums reikia didėjančio signalo (kažkas panašaus į rampos signalą). Norėdami gauti pakankamai taškų kreivės braižymui, mes pasirenkame zonduoti prietaisą pagal 100 skirtingų prietaiso įtampos verčių. Taigi mums reikia 7 bitų rampos signalo. Tai gaunama generuojant PWM ir praleidžiant jį per žemo dažnio filtrą.

● Kadangi įrenginio charakteristikas turime pavaizduoti esant skirtingoms BJT bazinės srovės vertėms ir skirtingoms vartų įtampos vertėms MOSFET atveju, mums reikia greta rampos signalo generuoti laiptų signalą. Ribodami sistemos galimybes, mes pasirenkame nubraižyti 8 kreives skirtingoms bazinės srovės/vartų įtampos vertėms. Taigi mums reikia 8 lygių arba 3 bitų laiptų bangos formos. Tai gaunama generuojant PWM ir praleidžiant jį per žemo dažnio filtrą.

● Svarbus dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kad mums reikia pakartoti visą rampos signalą kiekvienam 8 lygių laiptų signalo žingsniui, todėl rampos signalo dažnis turėtų būti lygiai 8 kartus didesnis nei laiptinės signalo ir tai turėtų būti laikas sinchronizuotas. Tai pasiekiama koduojant PWM kartą.

● DUT kolektorius/kanalizacija/anodas yra zonduojamas taip, kad gautų signalą, kuris X įtampa bus tiekiamas į osciloskopą/į mikrovaldiklio ADC po įtampos daliklio grandinės.

● Srovės jutiklis yra sujungtas su DUT, o po to-diferencinis stiprintuvas, kad būtų gautas signalas, kuris po įtampos daliklio grandinės gali būti tiekiamas į osciloskopą kaip Y ašis/ į mikrovaldiklio ADC.

● Po to ADC perkelia reikšmes į UART registrus, kad būtų persiųstas į kompiuterio įrenginį, ir šios vertės nubraižomos naudojant python scenarijų.

Dabar galite tęsti grandinės kūrimą.

2 žingsnis: sukurkite aparatūrą

Kitas ir labai svarbus žingsnis iš tikrųjų yra aparatūros gamyba.

Kadangi aparatinė įranga yra sudėtinga, siūlyčiau gaminti PCB. Bet jei turite drąsos, taip pat galite pasirinkti duonos lentą.

Plokštė turi 5 V maitinimą, 3,3 V MSP, +12 V ir -12 V op stiprintuvui. 3.3V ir +/- 12V generuojami iš 5V, naudojant reguliatorius LM1117 ir XL6009 (jo modulis yra, aš jį padariau iš atskirų komponentų) ir įkrovimo siurblį.

Duomenims iš UART į USB reikia konvertavimo įrenginio. Aš naudoju CH340G.

Kitas žingsnis būtų sukurti scheminius ir lentos failus. Aš naudoju EAGLE CAD kaip savo įrankį.

Failai įkeliami jūsų nuorodai.

3 žingsnis: kodų rašymas

Sukūrė aparatūrą? Išbandyti įtampos poliškumai visuose taškuose?

Jei taip, leiskite koduoti dabar!

Aš naudoju CCS savo MSP kodavimui, nes man patinka šios platformos.

Norėdami parodyti grafiką, aš naudojau „Python“kaip savo platformą.

Naudojami šie mikrovaldiklių periferiniai įrenginiai:

· „Timer_A“(16 bitų) palyginimo režimu, kad būtų sukurtas PWM.

· ADC10 (10 bitų) įvesties reikšmėms.

· UART duomenims perduoti.

Jūsų patogumui pateikiami kodo failai.

4 žingsnis: kaip juo naudotis?

Sveikinu! Belieka tik žymeklio darbas.

Naujo kreivės žymeklio atveju turėtų būti nustatytas jo 50k omų apdailos indas.

Tai galima padaryti keičiant potenciometro padėtį ir stebint BJT IC-VCE grafiką. Padėtis, kurioje žemiausia kreivė (IB = 0) sutaptų su X ašimi, tai būtų tiksli apdailos puodo padėtis.

· Prijunkite puslaidininkių kreivės žymeklį prie kompiuterio USB prievado. Užsidegs raudonas šviesos diodas, rodantis, kad plokštė buvo įjungta.

· Jei tai BJT /diodinis įtaisas, kurio kreivės turi būti nubraižytos, nejunkite jungiklio JP1. Bet jei tai MOSFET, prijunkite antraštę.

· Eikite į komandų eilutę

· Paleiskite „python“scenarijų

· Įveskite DUT terminalų skaičių.

· Palaukite, kol programa veiks.

· Grafikas nubraižytas.

Laimingas kūrimas!