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वीडियो: सेमीकंडक्टर कर्व ट्रेसर: 4 कदम (चित्रों के साथ)
2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23
अभिवादन!
किसी भी उपकरण की संचालन विशेषताओं का ज्ञान उसके बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। यह प्रोजेक्ट आपको घर पर डायोड, एनपीएन-टाइप बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर और एन-टाइप एमओएसएफईटी के वक्र प्लॉट करने में मदद करेगा!
उन लोगों के लिए जो यह नहीं जानते हैं कि विशेषता वक्र क्या हैं: विशेषता वक्र रेखांकन होते हैं जो एक उपकरण के दो टर्मिनलों में करंट और वोल्टेज के बीच के संबंध को दर्शाते हैं। 3 टर्मिनल डिवाइस के लिए, यह ग्राफ तीसरे टर्मिनल के भिन्न पैरामीटर के लिए प्लॉट किया गया है। डायोड, रेसिस्टर्स, एलईडी आदि जैसे 2 टर्मिनल उपकरणों के लिए, विशेषता डिवाइस के टर्मिनलों में वोल्टेज और डिवाइस के माध्यम से बहने वाली धारा के बीच संबंध को दर्शाती है। 3 टर्मिनल डिवाइस के लिए, जहां तीसरा टर्मिनल नियंत्रण पिन या प्रकार के रूप में कार्य करता है, वोल्टेज-वर्तमान संबंध भी तीसरे टर्मिनल की स्थिति पर निर्भर है और इसलिए विशेषताओं को भी शामिल करना होगा।
सेमीकंडक्टर कर्व ट्रेसर एक ऐसा उपकरण है जो डायोड, बीजेटी, एमओएसएफईटी जैसे उपकरणों के लिए वक्र प्लॉटिंग प्रक्रिया को स्वचालित करता है। डेडिकेटेड कर्व ट्रैसर आमतौर पर महंगे होते हैं और उत्साही लोगों के लिए किफायती नहीं होते हैं। बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की IV विशेषताओं को प्राप्त करने में सक्षम एक आसान संचालित उपकरण अत्यधिक फायदेमंद होगा, विशेष रूप से छात्रों, शौक़ीन लोगों के लिए जो इलेक्ट्रॉनिक्स में हैं।
इस परियोजना को इलेक्ट्रॉनिक्स में एक बुनियादी पाठ्यक्रम बनाने के लिए और op amps, PWM, चार्ज पंप, वोल्टेज नियामक जैसी अवधारणाओं, किसी भी माइक्रोकंट्रोलर पर कुछ कोडिंग की आवश्यकता होगी। यदि आपके पास ये कौशल हैं, बधाई हो, आप जाने के लिए अच्छे हैं !!
उपरोक्त विषयों के संदर्भ के लिए, कुछ लिंक जो मुझे मददगार लगे:
www.allaboutcircuits.com/technical-article…
www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…
www.electronicdesign.com/power/charge-pump-…
www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_1….
चरण 1: हार्डवेयर को समझना
ट्रेसर को एक लैपटॉप में और DUT (डिवाइस अंडर टेस्टिंग) को बोर्ड में दिए गए स्लॉट में प्लग किया जाएगा। फिर, लैपटॉप पर विशेषता वक्र प्रदर्शित किया जाएगा।
मैंने अपने माइक्रोकंट्रोलर के रूप में MSP430G2553 का उपयोग किया लेकिन एक बार जब आप डिज़ाइन के दृष्टिकोण को समझ लेते हैं, तो किसी भी नियंत्रक का उपयोग किया जा सकता है।
ऐसा करने के लिए दिए गए दृष्टिकोण का पालन किया गया था।
डिवाइस वोल्टेज के विभिन्न मूल्यों पर डिवाइस करंट के मान प्राप्त करने के लिए, हमें एक बढ़ते सिग्नल (रैंप सिग्नल जैसा कुछ) की आवश्यकता होती है। वक्र को प्लॉट करने के लिए पर्याप्त संख्या में अंक प्राप्त करने के लिए, हम डिवाइस वोल्टेज के 100 विभिन्न मूल्यों के लिए डिवाइस की जांच करना चुनते हैं। इस प्रकार हमें उसी के लिए 7-बिट रैंप सिग्नल की आवश्यकता है। यह पीडब्लूएम उत्पन्न करके और इसे कम पास फिल्टर के माध्यम से पारित करके प्राप्त किया जाता है।
चूंकि हमें बीजेटी में बेस करंट के विभिन्न मूल्यों और एमओएसएफईटी के मामले में गेट वोल्टेज के विभिन्न मूल्यों पर डिवाइस विशेषताओं को प्लॉट करने की आवश्यकता होती है, इसलिए हमें रैंप सिग्नल के साथ-साथ उत्पन्न होने के लिए सीढ़ी सिग्नल की आवश्यकता होती है। सिस्टम क्षमता को सीमित करते हुए हम बेस करंट/गेट वोल्टेज के विभिन्न मूल्यों के लिए 8 कर्व्स को प्लॉट करने के लिए चुनते हैं। इस प्रकार हमें 8-स्तर या 3-बिट सीढ़ी तरंग की आवश्यकता है। यह पीडब्लूएम उत्पन्न करके और इसे कम पास फिल्टर के माध्यम से पारित करके प्राप्त किया जाता है।
यहां ध्यान देने वाली महत्वपूर्ण बात यह है कि हमें 8-स्तरीय सीढ़ी सिग्नल में प्रत्येक चरण के लिए पूरे रैंप सिग्नल को दोहराने की आवश्यकता है, इस प्रकार रैंप सिग्नल की आवृत्ति सीढ़ी सिग्नल की तुलना में बिल्कुल 8 गुना अधिक होनी चाहिए और उन्हें समय होना चाहिए समकालिक। यह PWM पीढ़ी की कोडिंग में हासिल किया जाता है।
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के बाद ऑसिलोस्कोप में / माइक्रोकंट्रोलर के एडीसी में एक्स-एक्सिस के रूप में फीड किए जाने वाले सिग्नल को प्राप्त करने के लिए डीयूटी के कलेक्टर/ड्रेन/एनोड की जांच की जाती है।
एक करंट सेंसिंग रेसिस्टर को DUT के साथ श्रृंखला में रखा जाता है, जिसके बाद सिग्नल प्राप्त करने के लिए एक डिफरेंशियल एम्पलीफायर होता है जिसे वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के बाद ऑसिलोस्कोप में Y-Axis / माइक्रोकंट्रोलर के ADC में फीड किया जा सकता है।
इसके बाद, एडीसी पीसी डिवाइस को प्रेषित करने के लिए यूएआरटी रजिस्टरों में मूल्यों को स्थानांतरित करता है और इन मूल्यों को एक पायथन लिपि का उपयोग करके प्लॉट किया जाता है।
अब आप अपना सर्किट बनाने के लिए आगे बढ़ सकते हैं।
चरण 2: हार्डवेयर बनाना
अगला और बहुत महत्वपूर्ण कदम वास्तव में हार्डवेयर बनाना है।
चूंकि हार्डवेयर जटिल है, मैं पीसीबी निर्माण का सुझाव दूंगा। लेकिन अगर आप में हिम्मत है तो आप ब्रेडबोर्ड भी खा सकते हैं।
बोर्ड में 5V आपूर्ति, MSP के लिए 3.3V, +12V और op amp के लिए -12V है। 3.3V और +/-12V नियामक LM1117 और XL6009 का उपयोग करके 5V से उत्पन्न होते हैं (इसका मॉड्यूल उपलब्ध है, मैंने इसे असतत घटकों से बनाया है) और एक चार्ज पंप क्रमशः।
UART से USB तक के डेटा को एक रूपांतरण उपकरण की आवश्यकता होती है। मैंने CH340G का उपयोग किया है।
अगला कदम योजनाबद्ध और बोर्ड फाइलें बनाना होगा। मैंने अपने टूल के रूप में EAGLE CAD का उपयोग किया है।
फ़ाइलें आपके संदर्भ के लिए अपलोड की गई हैं।
चरण 3: कोड लिखना
हार्डवेयर बनाया? सभी बिंदुओं पर परीक्षण वोल्टेज ध्रुवीयता?
यदि हाँ, तो अब कोड दें!
मैंने अपने एमएसपी को कोडित करने के लिए सीसीएस का उपयोग किया है, क्योंकि मैं इन प्लेटफार्मों के साथ सहज हूं।
ग्राफ को प्रदर्शित करने के लिए मैंने अपने मंच के रूप में पायथन का उपयोग किया है।
उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर परिधीय हैं:
PWM उत्पन्न करने के लिए तुलना मोड में Timer_A (16 बिट)।
· ADC10 (10 बिट) मूल्यों को इनपुट करने के लिए।
· डेटा संचारित करने के लिए UART।
आपकी सुविधा के लिए कोड फाइलें उपलब्ध कराई गई हैं।
चरण 4: इसका उपयोग कैसे करें?
बधाई हो! जो कुछ बचा है वह ट्रेसर का काम है।
नए कर्व ट्रेसर के मामले में, इसके 50k ओम के ट्रिम पॉट को सेट करना होगा।
यह पोटेंशियोमीटर की स्थिति को बदलकर और BJT के IC-VCE के ग्राफ को देखकर किया जा सकता है। जिस स्थिति में सबसे कम वक्र (IB=0 के लिए) X-अक्ष के साथ संरेखित होगा, यह ट्रिम पॉट की सटीक स्थिति होगी।
पीसी के यूएसबी पोर्ट में सेमीकंडक्टर कर्व ट्रेसर प्लग इन करें। एक लाल एलईडी प्रकाश करेगा, यह दर्शाता है कि बोर्ड को संचालित किया गया है।
· यदि यह एक BJT / डायोड डिवाइस है जिसके कर्व्स प्लॉट किए जाने हैं, तो जम्पर JP1 को कनेक्ट न करें। लेकिन अगर यह MOSFET है, तो हेडर कनेक्ट करें।
· कमांड प्रॉम्प्ट पर जाएं
· पायथन लिपि चलाएँ
· DUT के टर्मिनलों की संख्या दर्ज करें।
· प्रोग्राम के चलने तक प्रतीक्षा करें।
· ग्राफ तैयार किया गया है।
हैप्पी मेकिंग!
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