» » » Простой прибор для подбора пар мощных транзисторов

 
 
 
11

Простой прибор для подбора пар мощных транзисторов

Разместил Chugunov 5 июня 2012. Просмотров: 39 256


Предельно простое, но удобное устройство для подбора пар кремниевых транзисторов средней и большой мощности с определением коэффициента передачи по току.

Предыстория

При изготовлении любительских конструкций, особенно усилителей, весьма желательно, чтобы пары транзисторов, как одной проводимости, так и комплементарных, имели возможно близкие параметры. При прочих равных условиях, лучше работают транзисторы, подобранные по коэффициенту передачи по току, особенно в эпоху моды на усилители с неглубокой ОООС или даже без нее. Современные промышленные приборы слишком дороги и не рассчитаны на любителей, а старые неэффективны. Встроенные в дешевые цифровые тестеры измерители транзисторов вообще не годятся для этой цели т. к. обычно проводят измерения при токе 1 мА и напряжении 5 В. Поиски в интернете простой, но функциональной конструкции результатов не дали, а заниматься очередной раз подбором «на коленке» уже не хочется, хочется комфорта. Пришлось изобретать самому. Надеюсь, что найдутся желающие повторить эту конструкцию.

Техническое задание

Как всегда, считаю, что любительская конструкция, как правило, должна быть простой, дешевой, технологичной, состоять из недефицитных деталей. Кроме того, я давно пришел к выводу, что для подобных целей лучше делать небольшие простые платы без блока питания, без цифрового индикатора, без сложного корпуса.
Достаточно предусмотреть зажимы для подключения внешнего лабораторного регулируемого блока питания, индикатора в виде простого цифрового тестера или стрелочного прибора, при необходимости — осциллографа и т. п.

Такие приборы быстро делаются и переделываются, а главное — они работают и приносят пользу. Если же задумать многофункциональный самодостаточный прибор в отдельном красивом корпусе, он обычно так и останется в прожектах. Кроме того, если прибор сделан, вдруг оказывается, что надо добавить еще одну функцию, например, капацитовизор, а места на передней панели уже нет и дизигн надо портить…
Поэтому я считаю, что неказистые любительские узкофункциональные изделия имеют право на жизнь.

Итак, задумана проверка кремниевых транзисторов в режиме — ток 200 мА, напряжение К-Э = 2 В. Оперативно можно изменять ток в диапазоне примерно 150…300 мА, напряжение К-Э до 5…7 В. Можно проверять (чуть изменив настройки) составные транзисторы с двумя последовательными P-N переходами.

Тумблером можно изменить ток, например, в 10 раз. Это позволит проверять и маломощные транзисторы при токе 15…30 мА (заменой одного резистора можно установить любой разумный ток). Важным считаю удобство подключения любых транзисторов. Для транзисторов КТ814-819 на плате стоят панельки, для мощных транзисторов в корпусах типа ТО-247, ТО-3Р, есть зажимы. В них устанавливают провода с «крокодилами», которые позволяют подключать транзисторы в корпусе ТО-3, любые транзисторы с гнутыми паяными выводами и т. д.

Изменение напряжения К-Э осуществляется внешним источником питания, цель – проверка идентичности режимов при большем напряжении и значительном нагреве транзисторов. При 5 В и 200 мА получаем предельную мощность для КТ814 без теплоотвода — 1 Вт. Для бОльших корпусов без теплоотводов тепловая мощность обычно = 2 Вт.

Легко заметить, что усиление транзистора зависит в некоторых пределах как от напряжения, так и от температуры, поэтому определение абсолютного значения усиления транзистора с помощью микропроцессора с точностью до седьмого знака, не имеет смысла. По этой причине выбрано простейшее схемное решение, которое дает достаточную для практики точность и позволяет обойтись без ОУ, МК и нескольких источников питания. Для измерения тока базы годится любой цифровой тестер, например, М-832.

Принципиальная схема

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Схема предельно проста, но имеет несколько изюминок. Первая — измерение при фиксированном токе эмиттера (фактически и коллектора), а не базы (идея из журнала «Радио», взята с датагорского форума). Это позволило поставить транзисторы в одинаковые условия и выбрать режим по току, в котором будут работать эти транзисторы.

Вторая — регулируемый стабилитрон на TL431 позволяет плавно установить ток, с обычными стабилитронами это невозможно, да и подбор пар «стабилитрон+резистор в цепи эмиттера» вызвал бы проблемы. Третья — двухканальная схема и отдельные панельки для P-N-P и N-P-N транзисторов, что упрощает коммутацию, позволяет моментально сравнивать опытную пару и проверять идентичность, изменяя напряжение питания.

Настройка

Считаю, что это не кофеварка и человек, которому нужен подбор пар транзисторов, должен представлять себе режимы их работы и возможности изменения.

При сопротивлении резистора в цепи эмиттера 15 Ом и изменении тока измерения в 10 раз, параллельный резистор должен иметь номинал в 9 раз больше, т. е. 135 Ом (подобрать из имеющихся 130 Ом, большая точность не нужна). Общее сопротивление резисторов будет 13,5 Ом. (Можно взять резисторы 15 и 150 Ом и подключать их тумблером поочередно, но я люблю безобрывность). Установить в панельку транзистор и переменным резистором выставить напряжение на эмиттере 2,7 В (клеммы для измерения тока базы временно закоротить).
Настройка закончена.

Измерить ток базы. Отношение тока эмиттера к току базы даст коэффициент передачи транзистора по току (правильнее будет из тока эмиттера вычесть ток базы и получить ток коллектора, но погрешность мала). При замене транзисторов отключать питание не надо, при испытаниях я неоднократно ошибался и включал транзисторы «наоборот», тестер показывал, что ток базы равен нулю, больше никаких проблем.

Прибор делался для тока 200 мА и напряжения К-Э равному 2 В, этим вызван выбор номинала 15 Ом. Естественно, если вы захотите установить ток 300 мА, напряжение на эмиттере составит 4 В и для сохранения напряжения К-Э = 2 В напряжение питания должно быть не 5, а 6 В.

Можно делать измерения при токе 1 А, тогда резистор должен быть 3 Ома. При увеличении напряжения питания до 8…10 В, лучше увеличить номинал резистора, ограничивающего ток через TL431 до 200 Ом.
Короче, если вы захотите существенно изменить параметры измерения, придется изменить номиналы одного-двух резисторов.

По сравнению с «фирменным» прибором, делающем измерения на коротком импульсе, данный прибор позволяет прогреть испытуемый транзистор — этот режим ближе к рабочему.
Вместо М-832 можно включить обычный стрелочный миллиамперметр (или стрелочный авометр), шкалу отградуировать в единицах усиления по току, годится прибор на 1/10 мА, он покажет усиление от 20 до 200…400. Но тогда нельзя будет плавно менять ток измерений.

Возможная модернизация

1. Транзисторы типа КТ814, вставленные в панельки «смотрят» надписями от пользователя. Для устранения надо зеркально поменять справа налево рисунок печатной платы.

2. Если пробит переход К-Б, на стабилитрон TL431 поступит напряжение без ограничительного резистора. Поэтому сомнительные транзисторы надо предварительно проверять на замыкание омметром тестера. Для защиты TL431 можно вместо резистора 100 кОм (он предотвращает режим с оторванной базой, я поставил его для перестраховки) поставить резистор 100 Ом и включить его последовательно с миллиамперметром.

3. При длительной подаче повышенного напряжения питания, мощность на балластном резисторе TL431 превышает номинальную. Резистор надо умудриться сжечь, но если есть такие таланты, можно поставить его мощностью 0,5 Вт сопротивлением 200 Ом.

Я не стал вносить эти изменения — делать «защиту от дурака» для себя в схеме из одного стабилитрона и нескольких резисторов считаю ненужным.
Плата просто приклеена к кусочку пенопласта с жесткой пленкой. Выглядит неэстетично, но работает, меня это устраивает, как говорится: «дёшево, надёжно и практично».
В процессе эксплуатации обнаружилось, что усиление транзисторов по току очень существенно зависит от тока и транзисторы «одинаковые» при большем токе чаще всего сильно отличаются при малом. Подобрать пары транзисторов с близкими параметрами в широком диапазоне токов оказалось нелегко.


Печатная плата

Прилагаю рисунок платы в формате lay.
it.rar | Файл 16,81 Kb загружен 191 раз.
Вариант на фото немного не соответствует ему т. к. по небрежности я допустил несколько ошибок, пришлось резать дорожки. Вам предлагаю исправленный вариант, надеюсь, что на нем ошибок нет. Впрочем, схема и плата настолько просты, что ошибки легко исправить.
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 41

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832... Вряд ли будет преувеличением сказать, что тестер семейства М-83х есть у каждого радиолюбителя....
Схема на Датагоре. Новая статья Снова о простом активном фильтре для АС... Предлагаю обсудить тему активных фильтров для АС. Просьба высказаться тех, кто имеет практический...
Схема на Датагоре. Новая статья ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру... Статья о приборе для измерения ESR (ЭПС) конденсаторов появилась в журнале «Радио» №8 за 2011 год....
Схема на Датагоре. Новая статья Простой пробник-измеритель полевых JFET транзисторов... Вот уж не думал, что придется развлекаться с полевыми транзисторами. Когда транзисторы попали...
Схема на Датагоре. Новая статья УНЧ из доступных деталей... Хочу предложить начинающим любителям качественного звуковоспроизведения одну из разработанных и...
Схема на Датагоре. Новая статья "Бетник" для мощных транзисторов... Описана конструкция прибора для измерения коэффициента усиления мощных транзисторов. Несмотря...
Схема на Датагоре. Новая статья Аналоги отечественных и зарубежных транзисторов. Справочник. Петухов В. М.... Издательство "РадиоСофт", 2002г., 320 стр. В настоящем справочнике приведены перечни различных...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ класс "А". С лампами, но не ламповый!... Если посмотреть на фото этого усилителя, то первое, что приходит в голову: «Очередной гибридник с...
Схема на Датагоре. Новая статья Баширов С.Р. Баширов А.С. Современные интегральные усилители... М.: Эксмо, 2008, 174 стр с илл. В книге рассмотрены конструкции узлов современных усилителей....
Схема на Датагоре. Новая статья Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет.... Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. Малая энциклопедия...
Схема на Датагоре. Новая статья Современные усилители на микросхемах. Баширов С.Р.... Современные усилители на микросхемах. Баширов С.Р. В данном издании рассмотрены конструкции узлов...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой бестрасформаторный лампово-транзисторный усилитель мощности 6Н23П + КТ825... Автор: Владислав Креймер, г. Донецк ВведениеНа многих тысячах страниц воспета красота лампового...
<
  • Гражданин
5 июня 2012 19:07

Сергей / metrolog

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Прибор, безусловно, полезный.
Но на пару мест обратил внимание:
1. Прибор делался для тока 200 мА и напряжения К-Э равному 2 В, этим вызван выбор номинала 15 Ом.
ИМХО, нужно сказать, что режим при котором на переходе К-Э напряжение 2 в все таки не всегда правильный. Уж слишком оно близко к напряжению насыщения К-Э некоторых типов транзисторов ( до 2,5 в).
2. Схема предельно проста, но имеет несколько изюминок. Первая — измерение при фиксированном токе эмиттера (фактически и коллектора), а не базы
Спорно.
Как в этом случае правильно оценить ток базы при измерении параметров составных и маломощных транзисторов?
Только при наличии авометра с кучей знаков после запятой, а такой есть не у всех...

<
  • Гражданин
5 июня 2012 21:05

Сергей / Chugunov

Цитата
  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 309 комментариев
  • 29 публикаций
 
  • 0
1. Режим измерений брался не с потолка. Вот, например, скан из "Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник Под общей редакцией Н. Н. Горюнова, Издание второе, переработанное Москва Энергоатомиздат 1985" страница с КТ817.

Вкратце: коэфф. пер. по тока измеряется при напр. К-Э = 2 В. Рекомендуемые токи измерений у транзисторов разные, но они сопоставимы с 200 мА.
Можно ли найти транзисторы с насыщением 2 В и более? Можно, если хорошо постараться, но обычно это "третий сорт не брак". Если поискать среди высоковольтных транзисторов, у них напряжение насыщения в среднем больше, чем у нормальных, но это редкость. И кто мешает в этом случае немного увеличить напряжение питания (как я писал)? И ток 200 мА легко это позволит т. к. тепловая мощность будет допустимой.
2. Маломощный транзистор пусть с усилением 400. Нормально? При токе эмиттера 20 Ма, ток базы 50 мкА. У М-832 (на фото) нижний предел измерения тока 2000 мкА (вся шкала), 50 мкА он покажет легко. ЛЮБОЙ стрелочный тестер легко покажет 50 мкА, многие во всю шкалу. При усилении 1000 (практически предел для маломощных транзисторов) 20 мкА, тоже без проблем.
Усиление составных мощных транзисторов обычно в пределах 1000. При токе эм. 200 мА, ток базы 0,2 мА. Где проблема? Пишут, что усиление может быть 18000, пусть 20000. Ток базы 10 мкА. "...авометр с кучей знаков после запятой, а такой есть не у всех..." не нужен. Приборы типа М-832 одни из самых дешевых, есть везде, в сетевых магазинах их пытаются всучить домохозяйкам на сдачу, их цена, как несколько билетов на трамвай.
3. Мой прибор идеален? Нет! Можно найти транзистор, который ему не по зубам? Если постараться, конечно!
Буду рад увидеть другой прибор - лучше, проще и дешевле.

<
  • Гражданин
5 июня 2012 21:21

Сергей / metrolog

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Сергей, беру свои слова обратно.
Стыдно, не разобрался правильно с запятыми, хотя профессия вроде обязывает blush

<
  • Гражданин
6 июня 2012 00:16

Игорь Рогов / AudioKiller

Цитата
  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
А как именно в процессе измерений выставляется нужный ток коллектора для каждого из транзисторов? Или потенциометры изначально выставляются в какое-то положение, и потом не крутятся при смене транзистора?

И все же, Uкэ 2 вольта - маловато. В справочнике приводится такое значение, но оно имеетсмысл при батарейном питании, а у нас усилитель с питанием 30...60 вольт. Дело в том, что Вст=Iк/Iб зависит от Uкэ, причем довольно сильно. Самое противное, что для p-n-p и n-p-n транзисторов эта зависимость немного разная...

<
  • Гражданин
6 июня 2012 00:35

Сергей / metrolog

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Цитата: AudioKiller
И все же, Uкэ 2 вольта - маловато.


Цитата: Chugunov
И кто мешает в этом случае немного увеличить напряжение питания (как я писал)? И ток 200 мА легко это позволит т. к. тепловая мощность будет допустимой.

<
  • Гражданин
6 июня 2012 02:51

Сергей / Chugunov

Цитата
  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 309 комментариев
  • 29 публикаций
 
  • 0
AudioKiller, не сомневался, Вы знаете, что
...Вст=Iк/Iб зависит от Uкэ, причем довольно сильно. Самое противное, что для p-n-p и n-p-n транзисторов эта зависимость немного разная...

Данный примитивный прибор позволит в этом быстро убедиться, но я уверен, что не все это хорошо знают. (И от температуры сильно зависит - попробуйте взять транзистор хотя бы пальцами или подуть на него. Кстати, у хороших дорогих буржуйских транзисторов эти эффекты слабее, можно проверить).
потенциометры изначально выставляются в какое-то положение, и потом не крутятся при смене транзистора?

Именно так, настраиваем на один ток и поехали. Но. Этот ток удобно выставлять, а при желании изменить. Что вы еще хотите от платы с тремя деталями за три копейки?
И все же, Uкэ 2 вольта - маловато.
Так то оно так, но вы лучше меня знаете, какой надо сделать теплоотвод при токе хотя бы 2 А и напряжении 30...60 вольт. Мощность будет 60...120 ватт, однако.
Да, профессиональные приборы позволяют делать измерения в близких к этим режимам короткими импульсами, но стоимость таких приборов на уровне килобакса и выше.
А даже такой примитивный прибор позволит ставить в усилитель для проверки при таких режимах не все транзисторы подряд, а только,как сейчас выражевываются, прошедшие кастинг.
***
К чему я призываю: не заниматься каждый раз подбором при фиксированном токе базы, собирая схему на соплях, а сделать маленькую платку под ваши задачи - это удобно, быстро и безопасно. Кстати, можно повысить рассеиваюмую мощность при испытаниях с помощью небольшого теплоотвода и канцелярского зажима для бумаг - мгновенная установка без винтов и хороший контакт за счет сильной пружины.

<
  • Гражданин
6 июня 2012 03:53

Андрей / andrew_spb

Цитата
  • С нами с 21.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 128 комментариев
  • 2 публикации
 
  • 0
Спасибо! Очень понравился не только сам прибор - но сама КОНЦЕПЦИЯ - приборы-приспособления. Совершенно верно - если имеешь что-то законченно-самопальное, то это либо пробник ESR для емкостей, либо что-то аналогичное. Хороший ПРИБОР стоит купить, старый ли, новый ли современные. Раньше например делали осцилографы, я даже телек под это дело приспосабливал. Есть счас в этом смысл? Нет, ИМХО.
А вот в подборе транзисторов необходимость есть, и методика в статье - самая что ни на есть "практическая"!

<
  • Гражданин
7 июня 2012 14:45

Игорь Рогов / AudioKiller

Цитата
  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
Я не критикую, просто всегда хочется сдалеть чуть-чуть лучше. smile А насчет концепции - я за обеими руками, сам так очень часто делаю (и уже года 4 лежит недоделанный "сложный универсальный" прибор). Просто я опасаюсь, что начинающие посчитают напряжение 2 вольта как раз самым правильным для таких измерений. Я бы изначально приложил к прибору радиатор и добавил переключатель напряжения "низкое-высокое" (на самом деле у меня есть нечто подобное, но на таких соплях, что стыдно показывать, а тут - реальное устройство).

<
  • Гражданин
8 июня 2012 00:12

Александр / al Ex

Цитата
  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 113 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
начинающие посчитают напряжение 2 вольта как раз самым правильным для таких измерений

Мне кажется более правильным производить измерения при 5 Вольтах

<
  • Гражданин
11 июня 2012 09:12

Александр / Roll

Цитата
  • С нами с 18.04.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Цитата: al Ex
Мне кажется более правильным производить измерения при 5 Вольтах

Автор ведь и пишет, что каждый может установить свои параметры для проверки. Да и по заводским даташитам есть разные напряжения испытаний. У некоторых - 2 вольта, у некоторых - 3 (П216, например), у большинства - 5 вольт.
Навскидку просмотрел несколько даташитов транзисторов - заводские измерения h21э проводились от 2 до 10 вольт...
Так что автор прав. И спасибо ему за именно "пробник по подбору". Дёшево и сердито.
Для более серьёзных измерений нужно и более " напрячься".
Статья нужная, особенно для начинающих.

<
  • Гражданин
11 июня 2012 17:00

Александр / Roll

Цитата
  • С нами с 18.04.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • +2
Одно дополнение к схеме. Очень желательно прямо на колодке (снизу) между выводами эмиттера и базы или коллектора и базы запаять безвыводные SMD керамические конденсаторы 0,1-1,0 мкф. Сам неоднократно сталкивался с тем, что при проверке достаточно высокочастотных транзисторов они уходили в возбуд. Со всеми вытекающими, от "плавания" усиления до реального пробоя от перегрева.
Конкретно - вылетали КТ601 с длинными выводами и проводами к показометрам и источнику питания около 20 см. Проверял при 10 вольтах коллекторного...

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.