PC用晶體管測(cè)試儀和特性曲線繪圖儀

描述

一、硬件

CTT 是用于雙極晶體管的計(jì)算機(jī)控制測(cè)試儀和繪圖儀。該設(shè)備通過并行端口連接到機(jī)器。

工作模式和測(cè)量電壓

測(cè)量電壓

測(cè)量原理

1 / 6 ?用于測(cè)量集電極-基極擊穿電壓的電路

執(zhí)行

1 / 6 ?用于測(cè)量集電極-基極擊穿電壓的電路

簧片繼電器的閉合觸點(diǎn)

注：圖片上的電子零件在單位 CTT/SW2 中。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該設(shè)備由十個(gè)單元組成，它們位于單獨(dú)的印刷電路板上。這些單元使用傳統(tǒng)（捆綁）布線相互連接，它們之間只有幾個(gè)較大的組件。數(shù)字單元用作外圍設(shè)備并使用選擇器線進(jìn)行讀/寫。

選擇器線和數(shù)據(jù)位

有關(guān)這些單元的示意圖，請(qǐng)參見附件，或查看 Github 存儲(chǔ)庫(kù)以獲取所有 CAD 文件。

單位

1 / 8 ? CTT/IF 單元

CTT/IF 單元

該單元與之前的項(xiàng)目 ( LPTIO ) 相同。

接口有 8 個(gè)可設(shè)置的設(shè)備 ID (EqID)、8 個(gè)選擇輸出、8 個(gè)輸入和 8 個(gè)輸出，并通過 LPT 端口連接到計(jì)算機(jī)。四位 EqID 標(biāo)識(shí)設(shè)備，可以使用跳線進(jìn)行設(shè)置。

在 I/O 操作之前，計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè) 3 位選擇器地址和一個(gè) 4 位 EqID，存儲(chǔ)在 IC2 八進(jìn)制 D 型觸發(fā)器電路（74LS374）中。（從 -INIT 行接收啟用）。存儲(chǔ)和設(shè)置的 ID 由 IC3 比較器（74LS688）進(jìn)行比較，如果匹配，則啟用 IC4 多路復(fù)用器電路（74LS138）。第二個(gè)啟用來自 -STROBE 線上的 LPT 端口。標(biāo)識(shí)符的匹配在 -ERROR 行上指示給計(jì)算機(jī)。如果啟用多路復(fù)用器，則激活對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)地址的選擇器線。然后可以執(zhí)行來自所選地址的 I/O 操作。

PC 使用 4x2 輸入多路復(fù)用器電路（IC5：74LS157）分兩部分讀取八位。半字節(jié)數(shù)據(jù)在BUSY、-ACK、SLCT和PE線上輸入，-AUTOFD用于選擇低半字節(jié)和高半字節(jié)。

輸出通過 IC1 總線收發(fā)器 (74LS245) 電路進(jìn)行緩沖，以保護(hù) LPT 適配器的同一電路。PC 通過線 D0-7 寫入 1 字節(jié)數(shù)據(jù)。

CTT/SW1

第一切換單元負(fù)責(zé)控制第二切換單元。

通過激活-SL0 選擇線可以將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸入到開關(guān)單元中。數(shù)據(jù)的前三位決定工作模式，第四位不使用，第五位可用于切換Ube/Uce測(cè)量，第六位啟用前一位選擇的測(cè)量，第六位可用于選擇晶體管的結(jié)構(gòu)（NPN/PNP）和第八個(gè)可以為功率晶體管選擇更高的電流測(cè)量。

輸入的字節(jié)由 IC1 八進(jìn)制 D 型觸發(fā)器電路（74LS374）存儲(chǔ)。低三位進(jìn)入多路復(fù)用器 IC2 (74LS138)。多路復(fù)用器的輸出 O0 和 O7 為默認(rèn)位置，此處不進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試連接器斷電。其他輸出通過反相器 IC3 (74LS04) 和二極管 D1-14 驅(qū)動(dòng) 14 晶體管開路集電極輸出。二極管電路確保與操作模式對(duì)應(yīng)的輸出被打開，輸入信號(hào)相互分離。

IC1 O4-6的輸出通過晶體管進(jìn)入二極管和輸出晶體管，輸出O7通過位于面板外部的繼電器切換較低/較高的電流測(cè)量，該繼電器由晶體管切換。

CTT/SW2

第二開關(guān)單元由第一開關(guān)單元控制。它的任務(wù)是將測(cè)量電壓和 A/D 轉(zhuǎn)換單元連接到要測(cè)量的晶體管。

所有繼電器均為干簧繼電器，其線圈為自制。電阻器 R10-R23 限制線圈中的電流。二極管 D1-D14 在繼電器關(guān)閉時(shí)抑制反極性電壓峰值。

測(cè)量電路獨(dú)立于設(shè)備的 GND。

CTT/AD

A/D 轉(zhuǎn)換單元測(cè)量測(cè)量電路的電壓。

測(cè)量從激活 -SL5 選擇線開始。由于有源線，IC2 D型觸發(fā)器電路（74LS74）翻轉(zhuǎn)并開始測(cè)量。測(cè)量結(jié)束由 A/D 轉(zhuǎn)換器的 STATUS 輸出發(fā)出信號(hào)，它復(fù)位觸發(fā)器，轉(zhuǎn)換器進(jìn)入 HOLD 狀態(tài)。

IC1 A/D 轉(zhuǎn)換器（ICL7109）是 12 位的，所以輸出數(shù)據(jù)是兩個(gè)字節(jié)。輸出數(shù)據(jù)通過總線驅(qū)動(dòng)電路IC3和IC4（74LS245）連接到數(shù)據(jù)總線。測(cè)量值的低字節(jié)使用 -SL3 讀取，高字節(jié) -SL4 讀取。高字節(jié)第 6 位表示輸入電壓的極性，第 7 位表示溢出，第 8 位表示電流測(cè)量。第 5 位始終為 0。

CTT/DP

顯示單元通過設(shè)備前面板上的 LED 顯示設(shè)備的狀態(tài)。

通過激活-SL0 選擇線，可以在切換單元的同時(shí)將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸入該單元。數(shù)據(jù)的前三位決定工作模式，第四位未使用，第七位用于選擇晶體管的結(jié)構(gòu)，第八位用于測(cè)量功率晶體管。

輸入字節(jié)存儲(chǔ)在IC1 八進(jìn)制D 型觸發(fā)器電路（74LS374）中。低三位進(jìn)入多路復(fù)用器 IC2 (74LS138)。多路復(fù)用器的輸出 O0-O7 連接到操作模式 LED。

IC1 O6 的輸出連接到黃色 NPN LED 并通過晶體管逆變器連接到黃色 PNP LED。輸出 O7 驅(qū)動(dòng)大功率 LED。

CTT/SC

狀態(tài)收集器單元的任務(wù)是將四個(gè)數(shù)字狀態(tài)傳輸?shù)娇刂茊卧?/p>

當(dāng) -SL1 選擇線被激活時(shí)，IC1 總線驅(qū)動(dòng)電路（74LS244）將其輸入狀態(tài)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線的高四位始終為 0。

本機(jī)目前未使用。

CTT/PS1

該單元的任務(wù)是為數(shù)字電路單元提供穩(wěn)定的直流電壓：+5 V 2 A 和 -5 V 500 mA，以及產(chǎn)生與接地?zé)o關(guān)的測(cè)量電壓 Um2，約為 100 V。該單元還包含極性變化繼電器驅(qū)動(dòng)器。該繼電器位于單元之間。

CTT/PS2 和 CTT/PS3

兩個(gè)電源都產(chǎn)生一個(gè)具有可切換極性的不接地測(cè)量電壓。CTT/PS2 的輸出電壓為 20 V 1.5 A，CTT/PS3 的輸出電壓為 1 V 100 mA。輸出電壓可以256級(jí)調(diào)節(jié)。輸出具有過流保護(hù)。

該電源基于 LM317 穩(wěn)壓器的兩種子類型。電路的輸出電壓可以很容易地調(diào)整，并且它的輸出有熱保護(hù)和短路保護(hù)。

變壓器的雙次級(jí)電壓經(jīng)過雙向整流后到達(dá)緩沖電容。正電壓進(jìn)入穩(wěn)壓器電路 (IC1)，負(fù)電壓進(jìn)入由齊納二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器提供偏置電壓。0V 輸出電壓可通過微調(diào)電位器 (P1) 設(shè)置。

通過激活 -SL7 或 -SL6 選擇線，可以將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸入到該單元中。輸入字節(jié)存儲(chǔ)在IC2 八進(jìn)制D 型觸發(fā)器電路（74LS374）中。數(shù)據(jù)立即出現(xiàn)在存儲(chǔ)輸出上，并在晶體管 T1-8 的幫助下打開 K2-9 PCB 繼電器。繼電器的觸點(diǎn)改變了穩(wěn)壓器的梯形電阻值，因此輸出電壓也發(fā)生了變化。

CTT/PS4

該單元的任務(wù)是為其他電源提供交流電。它包括一個(gè)強(qiáng)大的電源變壓器和初級(jí)電路組件。變壓器是環(huán)形的，有五個(gè)次級(jí)繞組：8 V 2 A；8V 500mA；18 伏 10 毫安；2x25V 1A；2x5V 100mA。

圖片中的建筑

設(shè)備正面沒有裝飾性正面和背面：

1 / 2 ?設(shè)備正面

在支撐導(dǎo)軌中帶有成品電路的設(shè)備盒：

1 / 2 ?盒子內(nèi)部。

接線：

1 / 5 ?連接了五個(gè)單元

CTT/SW2 中的簧片繼電器線圈：

1 / 4 ?原材料為光面紙

線圈數(shù)據(jù)：n=600 l=15 mm d=0.15 mm 漆包漆包線，d=3 mm l=20 mm 涂漆紙管。R=15 歐姆。

二、軟件

通過該程序，可以測(cè)量雙極晶體管的特性，根據(jù)h21e繪制和選擇它們的輸入和輸出特性。該程序僅適用于 Linux，二進(jìn)制包可從其網(wǎng)站獲得。

該程序包含許多晶體管的特性，可以重寫和保存，也可以創(chuàng)建新的。

顯示的顏色可以在首選項(xiàng)窗口中更改，網(wǎng)格和標(biāo)題可以在圖形顯示上關(guān)閉。標(biāo)題包含軸名稱、分辨率和標(biāo)記的當(dāng)前位置，這是一個(gè)十字準(zhǔn)線。在“首選項(xiàng)”窗口中，您還可以設(shè)置適配器所連接的并口地址、瀏覽器和郵件程序以及程序啟動(dòng)時(shí)不搜索更新時(shí)的離線模式。

輸入特性顯示 X 軸分辨率為 100 mV/div，Y 軸分辨率為 50 μA/div，最大可顯示 2 V/700 μA Ube/Ib 值。

輸出特性顯示的 X 軸分辨率為 1000 mV/div，Y 軸分辨率為 100 mA/div，最大可顯示 20 V/1400 mA Uce/Ic 值。

截圖

1 / 5 ?第一個(gè)選項(xiàng)卡：測(cè)量擊穿電壓和反向電流

注：截圖是開發(fā)過程中截取的，所以特性曲線是根據(jù)demo數(shù)據(jù)繪制的。

程序結(jié)構(gòu)

該軟件由兩部分組成：具有圖形界面的處理程序應(yīng)用程序和與硬件通信的命令行程序。該程序僅在測(cè)量期間運(yùn)行。數(shù)據(jù)通過命令行參數(shù)從處理程序傳輸，從帶有臨時(shí)文件的后臺(tái)程序傳輸。

后端程序具有可以在編譯期間激活的 DEBUG 和 DEMO 模式。不要離開他們！

處理程序和后端程序之間的數(shù)據(jù)傳輸

1 / 2 ?將數(shù)據(jù)從處理程序應(yīng)用程序傳遞到后端程序

有關(guān)程序操作的更多信息可以在源目錄的 notes.txt 中找到。

三、執(zhí)照

版權(quán)所有 (C) 2010-2022 Pozsár Zsolt

CTT 程序是免費(fèi)軟件：您可以根據(jù)歐盟公共許可證1.1 或更高版本的條款重新分發(fā)和/或修改它。CTT 程序的分發(fā)是希望它有用，但沒有任何保證；甚至沒有對(duì)適銷性或特定用途適用性的默示保證。

您可以根據(jù)Creativ Commons 4.0 Attribution Non-Commercial (CC-BY-NC-4.0) 許可的條款重新分發(fā)和/或修改 CTT 的文檔。

四。發(fā)展?fàn)顩r

項(xiàng)目狀態(tài)

PCBWay的板子到了，他們做得很好。

電源裝置很快就會(huì)準(zhǔn)備好，我將繼續(xù)使用設(shè)備和程序。