Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
teoretski i praktično o uparivanju npn/pnp,n-fet/p-fet,n-mosfet/p-mosfet...
#1
UVOD

Bilo da koriste bipolarne (Bipolar Junction Transistors BJT) ili mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) naići ćete na mnoge strujne krugove koji predlažu ili zahtevaju uparene izlazne tranzistore. Neki prodavci na malo prodaju uparene tranzistore,ali po veoma visokoj ceni,i veoma retko su dostupni.

Uparivanje snažnih tranzistora teoretski je veoma lako,ali u realnosti postoji nekoliko parametara koji bi trebali biti ujednačeni da bi dobili stvarno uparen dvojac tranzistora. Situacija je još malo komplikovanija kad imate PNP i NPN (ili P-kanalne i N-kanalne) tranzistore,jer jednostavniji (ili mostni) načini nisu mogući zbog suprotnog polariteta.

Ovde ponuđen način uparivanja neće pokriti SVE mogućnosti(sve moguće slučajeve) jer oprema za tako nešto prelazi novčane mogućnosti većine prosečnih diy-hobista. Imajte na umu da su neki testovi potencijalno OPASNI ako DUT (testirani uređaj-Device Under Test) nije pričvršćen na hladnjak,pa je veoma bitno obezbediti odgovarajući hladnjak. Radi ubrzanja procedure,idealno bi bilo imati snažnu štipaljku prilagođenu za pričvršćivanje testiranog uređaja(DUT) na hladnjak,tako da ne moramo za svako merenje da ih odvrćemo i zavrćemo. To bi nam oduzelo mnogo vremena.

Proizvođači zaobilaze problem uparivanja pulsnim testiranjem(tako da se testirani uređaj(DUT) ni ne stigne ugrejati),ali to zahteva veoma skupu opremu pa nam je potrebniji jednostavniji test. JEDNOSTAVNIJE zapravo znači KOMPLIKOVANIJE kad su u pitanju testovi sa velikom strujom jer ćete morati montirati tranzistor na hladnjak pre nego počnete. Za ove testove korištenje električnih izolatora od hladnjaka ne dolazi u obzir jer oduzima mnogo vremena,pa će hladnjak biti na potencijalu kolektora C(BJT) ili drejna D(MOSFET). (moj lični predlog-ako je hladnjak pričvršćen na kutiju kompletnog uređaja,unapred ga električno izolujte od same kutije,jer se ona često nalazi na negativnom(jednostruko napajanje) ili nultom(simetrično napajanje) potencijalu)

Takođe će vam trebati pristojno napajanje ako želite da radite testove sa velikim strujama. Takođe morate znati MOGUĆNOSTI i OGRANIČENJA testiranog uređaja (DUT) ,jer će prekoračenje istih veoma brzo UNIŠTITI bipolarni tranzistor(BJT). MOSFET-ovi će vam češće "oprostiti"("žilaviji" su),ali svejedno ne prekoračujte granice dozvoljenog.

UPOZORENJE:FABRIČKI ODREĐEN NAPON Ugs NIKADA NE SME BITI PREKORAČEN!

TEST OPREMA

Idealno bi bilo da imamo dva unimera,ali i jedan će biti dovoljan. Obično su u upotrebi digitalni unimeri,sa mernim područjem do 2A.

Takođe idealno bi bilo da imamo REGULISANO/STABILISANO napajanje,ali nije strašno ni ako ga nemamo. Iako će varijacije u napajanju dovesti do grešaka u merenju u stvarnosti te male varijacije neće izazivati velike greške,konačni rezultati merenja ionako će varirati-niko ne očekuje da ćete bilo kojim testom naći dva uređaja potpuno istih karakteristika.



Takođe će vam trebati i snažni otpornici. Njihova snaga zavisiće od struje testiranja i napona napajanja. Pri predloženom napajanju maksimalna očekivana struja je 2A,pa bi otpornike trebalo postaviti kako su i prikazani-četiri 1Ohm5W će biti više nego odgovarajući za testove velikim strujama. Snage ostalih otpornika sa šeme Figure2 će biti sasvim odgovarajuće.

Grecov spoj bi trebao biti predviđen za velike struje,35Amperski je predložen jer nije skup a odličan je izbor. Na transformatoru se ne bi trebalo štedeti da ne bi došlo do velikih padova napona pri testiranju,mada će 100VA transformator sasvim dobro odraditi posao.

Kondezator za peglanje napona ispravljača čak nije neophodan, a njegovo izbacivanje je čak korisno ukoliko imate osciloskop-jer pored jačine struje možete posmatrati oblik talasa. Sam autor kaže da ipak radije postavlja taj kondezator jer,po njegovim rečima,korištenje osciloskopa u ovom slučaju može značiti samo više nepotrebnih problema.(on tako kaže-ja samo prevodim)

Hladnjak bi trebalo osmisliti tako da se tranzistori (DUT) mogu lako montirati i demontirati sa njega,inače nam se ceo ovaj proces uparivanja može ceoma lako zgaditi. Jaka štipaljka može biti sasvim dovoljna da pritisne i zadrži tranzistor (DUT) na hladnjaku hladnim tokom testa kojeg bi trebalo odraditi razumnom brzinom da grejanje uređaja ne bi uticalo na rezultate. U svim slučajevima trajanje testiranja bi trebalo biti isto za svaki testirani uređaj (DUT) ponaosob,a ventilator montiran na hladnjak bio bi koristan kako bi obezbedio stalnu temperaturu(čak i mala povećanja temperature mogu značajno da utiču na krajnje rezultate). Ventilator se može napajati iz ispravljača,kako je predloženo na Figure1.

OSNOVNI POSTUPCI TESTIRANJA

Test je sam po sebi veoma jednostavan. Prvo određujemo pojačanje i napon emitor-baza za BJT pri poznatoj struji kolektora Ic,ili sors-gate napon za MOSFET takođe pri poznatoj struji drejna Id. Prvi test bi trebalo uraditi pri veličini struje mirovanja(po uređaju -tranzistoru). Figure1 pokazuje podešavanje,veoma je jednostavno. Figure1 će raditi za BJT i MOSFET bez ikakvih izmena. Pri testiranju MOSFET-ova ne zaboravite da je gate osetljiv na statički elektricitet,pa primenite sve mere opreza da ne dođe do oštećenja testiranog uređaja(DUT) u ovom slučaju MOSFET.
NIKADA NE PRELAZITE FABRIČKI ODREĐEN NAPON SORS-GATE (Ugs), NIKAD!!!



VR1 treba da bude žičani potenciometar za testiranje BJT-a, a može biti i ugljenični ali veće snage za testiranje MOSFET-ova. Autor predlaže ipak žičani potenciometar za "ne daj Bože",a pored toga svakako će podići upotrebljivost test-aparata. Potenciometar će se poprilično grejati jer rasipa oko 1W snage,pa zato isključujte test-aparat između merenja. Žice za povezivanje bi trebale biti obeležene različitim bojama aligator-štipaljki("krorodilki") za svaki pin ponaosob emiter/sors, baza/gate, kolektor/drejn.

Iz gomile tranzistora koje ste spremili za testiranje nasumično odaberite jedan i prikopčajte ga na aparat za testiranje. Uverite se da je potenciometar stavljen na minimum i da je izvršeno pravilno polarisanje(na SW2). Podesite prekidač (SW3) na 10Ohm,i podešavajte potenciometar tako da na M1 i M2 dobijete napon 10x Im (Im struja mirovanja). Recimo,ako je struja mirovanja 10mA,pa je napon koji tražite je 10 x 0,1 =1V. (ne zaboravite da ukupnu mirnu struju podelite sa brojem paralelno vezanih tranzistora,ukoliko ih ima više)

Za tranzistore veće snage,"Base current range" (opseg struje baze) SW4 treba da bude ma H-nivou(100Ohm),pa će struja baze biti ograničena na 60mA. Sa tranzistorima koji imaju pojačanje 20 struja kolektora će biti 1,2A,ali će porasti na 3A ukoliko je pojačanje 50(što je veoma uobičajeno kod današnjih tranzistora). Za tranzistore male snage i MOSFET-ove SW4 ostavite na L-nivou(1kOhm) ili 6mA. Imajte na umu da je maksimalni napon Ugs namerno ograničen na oko 6V.

Sad možete da merite napon emitor-baza Ube ili napon sors-gejt Ugs. Zabeležite očitavanje i obeležite tranzistor da biste kasnije znali za koji je tranzistor dato određeno očitavanje. Ponovite testiranje sa ostalim tranzistorima/obrnite polaritet ukoliko je potrebno/ ALI NE DIRAJTE POTENCIOMETAR,OSTAVITE GA TAČNO ONAKO KAKO STE GA POSTAVILI PRI PODEŠAVANJU PRVOG TRANZISTORA. Imajte na umu da pojačanje kod nekih tranzistora može da varira i do nekoliko stotina procenata, pa postoji mogućnost da ćete morati ponovo podesiti potenciometar VR1 i ponoviti test ispočetka.

Za svaki tranzistor zapišite napon baza-emiter Ube (ili napon sors-gate Usg),napon kroz otpornike (ili struju kroz njih) i referentni broj za svako od njih. Kad završite sa testiranjem i poslednjeg tranzistora imaćete nizove napona i struja(izračunatih preko napona na otpornicima ako niste koristili ampermetar),i prema njima možete odrediti tranzistore sa najbližim vrednostima. Generalno,samo struja je bitna OSIM kod tranzistora vezanih PARALELNO gde napon uključenja (Ugs/MOSFET ili Ube/BJT)postaje značajna stavka. NAPON SORS-GEJT Ugs NEĆE SE MENJATI tokom merenja(isti je za sva merenja),pa je potrebno meriti ga SAMO JEDNOM.

Preko većih otpora mogu se testirati manji tranzistori. Za tranzistore-drajvere poželjno je koristiti 100Ohm opseg,dok je za tranzistore malog signala poželjno koristiti 1kOhm opseg. POSEBNO OBRATITE PAŽNJU da napon i struja ostanu u granicama predviđenim specifikacijama za svaki tranzistor posebno,tome služi rotirajući prekidač i samo zbog toga je ovde i postavljen.

Test će upariti tranzistore tako da će biti približno jednaki u svakom sistemu,a ako to želite možete izvršiti testiranje i na manjim strujama kako biste se uverili da ne postoji ni najmanja razlika između određenih tranzistora. Ovaj način međutim oduzeće vam mnogo vremena,a veoma je mala verovatnoća da ćete uspeti naći dva tranzistora potpuno istih karakteristika u punom radnom opsegu.

TEST JAKIM STRUJAMA

Sad kada ste odvojili tranzistore koji imaju slične karakteristike pri malim strujama,možete uraditi i test pri velikim strujama koristeći opseg 1Ohm na rotirajućem prekidaču. Autor ne preporučuje prelazak preko 2A struje osim ako ste 100% sigurni šta radite.

Početno podešavanje je potpuno isto kao u prethodnom testiranju-osim što se struja povećava na željenu vrednost. Neka vreme testiranja svakog tranzistora bude isto.npr. 10 sekundi. Moraćete sačekati da se hladnjak ohladi između svakog sledećeg merenja, i tu bi vam ventilator bio od velike koristi.

Ponovo ćete zapisati struju svakog tranzistora ponaosob,a da pri tom potenciometar ostane na istom položaju kao i kod prvog tranzistora korištenom na ovom testu(jakom strujom). Na kraju,imaćete dva niza merenja(pri slaboj i pri jakoj struji) prema kojima ćete moći odabrati dva najbliža po karakteristikama. Autor "od srca" savetuje da ne očekujete savršenstva-ako dobijete razliku od 10% kod dva tranzistora na oba merenja to je odličan rezultat. Može i bolje ali možda ne sa tranzistorima koje trenutno imate,ali ne "bacajte se" u depresiju ako vam rezultati budu u većim tolerancijama.

Samo hrabri (i oni koji su odvojili vreme da naprave ozbiljan hladnjak sa štipaljkom) mogu ići dalje sa testiranjem pri jakim strujama,ali moraju biti veoma pažljivi! Ne treba zaboraviti da 2A i 12V znači 24W neprekidnog rasipanja toplote,i da će se samim tim testirani tranzistor mnogo brže i više grejati-veće struje izazivaju veće grejanje.

Otpornikom od 1Ohm disipacija (grejanje) tranzistora je veoma malo smanjena,a otarasiti se čak i 24W grejanja je teško pri bilo kojim uslovima merenja. U ekstremnim uslovima moraćete koristiti termo-pastu kako biste sprečili testirani uređaj-tranzistor(DUT) od pregrejavanja jer neće biti moguće brzo očitavanje osim ukoliko imate osciloskop sa digitalnim skladištenjem-memorijom. Ukoliko imate pristup takvom,autor preporučuje pulsno testiranje pri svim testovima jakim strujama.

Alternativni metod je da uzmete svoja merenja pri malim i jakim strujama i onda izračunate prenosnu karakteristiku svakog tranzistora posebno. Oduzima mnogo vremena ali daje odlične rezultate. Da biste to što bolje uradili zapišite očitavanja na minimum tri tačke. Merite struju kolektora Ic/drejna Id (za MOSFET i napon sors-gate Ugs) na;

1:očekivanoj mirnoj struji dizajna,na mestu na kojem bi testirani tranzistori trebali da rade
2:pri očekivanoj vršnoj struji,i
3:na struji reda veličine između gornje dve.

Kad dobijete ova merenja,odaberite tranzistore sa najbližim ciframa. Imaćete mnogo sreće ako nađete potpuno podudaranje,ali velika je mogućnost da ćete naći par sa prihvatljivim razlikama iz gomile od desetak komada,ako je moguće da budu iz iste serije.

PARALELNO VEZIVANJE TRANZISTORA

Kod nekih dizajna sa paralelno vezanim tranzistorima,očekuje se da su svi oni upareni. Korištenjem emitorskih otpornika prisiljava se delenje struje,ali pri malim vrednostima emitorskog otpornika(manje od 0,1Ohm) tranzistori moraju biti upareni jer vrednost otpornika nije dovoljna za delenje struje pri normalnim uslovima rada.

Da biste uparili tranzistore koji će raditi u paralelnoj vezi,uparivanje ćete vršiti po njihovi naponima Vbe(napon bemiter-baza) i pojačanju. Uparivanje po pojačanju treba vršiti u opsegu struje kolektora da biste bili sigurni da tranzistori jednako dele opterećenje. U prirodi bipolarnih tranzistora je da se onaj koji trpi najveće opterećenje(zbog većeg pojačanja ili manjeg Ube) najviše i greje, što će mu dalje uzrokovati još veće pojačanje i manji Ube,samim tim i još više ga opteretiti. Korištenje emitorskih otpornika (za delenje struje) uvek će pomoći,ali u nekim slučajevima nedovoljno da bi se obezbedila dugoročna stabilnost-posebno u uređajima koji se koriste pri svojim maksimalnim mogućnostima. Neki dizajneri ubacuju redni otpornik u krugu baze,ali vremenom njegova vrednost postaje dovoljno visoka da postaje beskorisna,pravi upravljački napon se gubi i maksimalna snaga "pati".

Pošto bi temperatura svih paralelno vezanih tranzistora trebala biti ista(iz gore navedenih razloga) od velike važnosti je da svi snažni tranzistori(bilo bipolarni BJT ili MOSFET) budu na istom hladnjaku. Ako ih tako postavimo svi će deliti približno istu temperaturu. Uvek,gde god je to moguće,koristite emitorske otpornike(za delenje struje) i slobodno uparujte tranzistore po pojačanju i Vbe paralelno vezanih tranzistora(ili Vgs i pojačanja MOSFET-a).

ZAKLJUČAK

Navedeni test nije najtačniji mogući,ali je dobar i dostupan diy-hobistima. Očekujte veoma dobre rezultate upoređivanja(i uparivanja),a odabrani parovi biće daleko bolje upareni i daće mnogo bolje rezultate nego da ste ih nasumično birali.

Upareni tranzistori retko će vam dati bolji zvuk(ma šta god to značilo). Generalno,neće uticati na izobličenja(distorzije),neće uticati ni na frekventni odziv kao ni na tranzijentni odziv. Ono što ćete dobiti je veća pouzdanost,jer će tranzistori ujednačenije deliti struju opterećenja.

Znajte i to da neki "low feedback" dizajni (dizajni sa slabom-malom povratnom spregom) apsolutno zahtevaju da PNP i NPN tranzistori budu upareni,jer je nedovoljna povratna sprega isuviše slaba da bi kolo ostalo linearno osim ako pojedini tranzistori imaju blisko uparena pojačanja u opsegu radne struje. Uparivanje Ube između NPN i PNP tranzistora nema smisla kod iole pristojno osmišljenih pojačala.

Test-aparat je prilično jeftin za izradu,i može se koristiti za razna testiranja tranzistora-ne samo za uparivanje već i za ispravnost uopšte. Pošto radi i sa bipolarnim BJT i sa MOSFET tranzistorima,ima veću korisnost od većine test-aparata za glavna i osnovna ispitivanja. Dodali smo mu MALO,korisnost mu uvećali MNOGO.

ovako ga je uradio Miodrag Lutovac ZerO:



a po ovim dokumentima sam ga uradio ja:


.pdf   V2 pcb rapored i Cu- obrnuti za toner-transfer.pdf (Size: 144,44 KB / Downloads: 36)
.pdf   V2 bakar odozdo-obrnuti za toner transfer.pdf (Size: 94,07 KB / Downloads: 16)
.pdf   V2 raspored-obrnuti za toner transfer.pdf (Size: 33,95 KB / Downloads: 21)

za rad sa velikim strujama dodata su dva releja,da te struje ne bi prolazile kroz nježne kontakte preklopnika. pošto se koristi četveropoložajni preklopnik,kroz njegova dva kontakta teku struje pri mjerenjima preko 1k i 100R a kroz druga dva kontakta teku struje kalema releja,da bi preko njihovih kontakata zapravo tekle struje prilikom mjerenja preko 10R i 1R (sva mjerenja su na 12V).

moj uređaj izgleda ovako:



u kutiji je transformator od oko 100VA što je dovoljno da dade oko 8A struje pri 12V napona,tu je i 10 000uF kondenzator za filtriranje(imao takav viška,kao što piše gore u tekstu - nije neophodan) a i stabilizator napona sa LM7812 čiji je izlaz vezan za bazu 2N3055. kolektor 2N3055 je vezan za + ispravljača a emiter kao izlaz stabilizatora,tako da uparivač sad ima poprilično stabilno napajanje a ja još i pogodan ispravljač za malu ručnu bušilicu (burgije 0,8 - 1 - 1,5mm) za pločice. u kutiju će najvjerovatnije još i Macolim PSM ali o tom po tom.
Bože,daj svakome pameti - ni mene ne zaboravi...
Reply


Messages In This Thread
teoretski i praktično o uparivanju npn/pnp,n-fet/p-fet,n-mosfet/p-mosfet... - by HomeMadeAudioProject - 05-11-2014, 02:59 PM

Forum Jump:


Users browsing this thread: 2 Guest(s)