TRAZADOR DE CURVAS

En Saber Electrónica Nº 113 y 114 publiqué el circuito de un trazador de curvas para transistores bipolares y efectos de campo de pequeña señal, pero como todo es perfectible, les ofrezco el presente circuito que, si bien está basado en el anterior, posee algunas ventajas.

INTRODUCCION
El anterior podía trazar las curvas de un solo transistor, éste puede medir las de dos, los que se seleccionan mediante una llave, lo que permite la comparación de dos semiconductores. En el primero, cuando se quería cambiar de transistor, había que apagar el instrumento, lo que hacía que quedara un punto en la pantalla del osciloscopio, esto es peligroso ya que puede quemar prematuramente la pantalla del mismo, lo que se manifiesta por un punto oscuro permanente, de hecho el quemado de la pantalla no es instantáneo, pero nadie está libre de una distracción que haga que el punto quede algunos minutos en la misma posición (teléfono, timbre, etc.).

En el presente diseño la llave que selecciona un transistor u otro, tiene una posición intermedia, en la cual se inyecta una señal de 50Hz en la salida horizontal, de modo que en el osciloscopio se verá una raya horizontal en lugar de un punto, además en esta posición los transistores a probar quedan completamente desconectados de modo que se pueden cambiar sin ningún problema. Se hicieron además algunas pequeñas modificaciones al circuito anterior.

 
DESCRIPCION DEL CIRCUITO
Veamos ahora cómo funciona el trazador de curvas. La función básica del mismo es entregar un barrido de tensión de la polaridad apropiada al colector del transistor en prueba, al mismo tiempo que la base de la cual se alimenta con una onda de corriente en escalera.

La tensión de barrido para el colector se obtiene rectificando la tensión de un transformador mediante un puente de diodos, esto nos da una secuencia de medias sinusoides, todas de la misma polaridad y de un amplitud que podemos variar entre 0 y 30 voltios. Vemos así que la corriente de colector no es fija, como en los métodos estáticos.

Cada barrido se hace con una corriente de base fija.

Supongamos, por ejemplo, que elegimos una corriente de base de 10 por cada paso, la primera curva es con Ib = 10 , la segunda con Ib = 20 , la tercera con Ib = 30 , etc. Para los transistores PNP se invierten las polaridades de alimentación de colector y base. En el caso de los FET la diferencia es que la compuerta se excita con una tensión en escalera y no con una corriente, como en el caso de los bipolares.

Las distintas tensiones de compuerta se seleccionan con la misma llave que Ib, la que en sus tres últimas posiciones da pasos de 0.1, 0.5 y 1 V por escalón.

Para entender el circuito, haremos uso del esquema mostrado en la figura 4. El generador en escalera está compuesto por los transistores Q1, Q2 y Q3. Q1 es un oscilador de relajación convencional con un unijuntura, tipo 2N2646 o similar.

La propiedad de conducir en forma abrupta cuando llega a una cierta tensión es la propiedad típica del UJT que aprovechamos aquí.

Cuando se alimenta un capacitor a través de una resistencia conectada a E, cuando llega al potencial de disparo del UJT se descarga de golpe, generando un diente de sierra.

El emisor de Q1 se alimenta por P1 y R3, cuando llega a su tensión de disparo conduce y descarga al capacitor C1, la corriente de descarga de C1 ocasiona una caída de tensión sobre el preset P2. Parte de esta tensión se aplica a la base de Q2. Este junto con la resistencia de emisor R5, forma un generador de corriente constante. Este conduce solamente en los momentos en que C1 se descarga, o sea que carga a C2 con pulsos de corriente constante, esto hace que C2 se carga en pasos de amplitud también constante, y de este modo sobre C2, se genera la tensión en escalera que necesitamos. Cuando la carga sobre C2 llega a la tensión de disparo de Q3, se descarga y el proceso comienza otra vez. P2 varía la alimentación de B2 de Q3, permite variar su potencial de disparo y así variar la cantidad de escalones.

U1 es un acoplador óptico que sincroniza al oscilador Q1 con la frecuencia de línea.

U2 es un amplificador operacional con entrada a FET y no carga al generador, al mismo tiempo que tiene la capacidad necesaria de excitación para la base del transistor bajo prueba. La salida de U2 va a U3 y a la sección “a” de la llave SW1. U3 funciona como inversor de fase para los PNP. El cursor de SW1 va al grupo de resistencias R11-R23 las que son seleccionadas con SW2. R11-R23 pueden ser al 1% o seleccionarse mediante un téster digital.

 
CALIBRACION Y PRUEBA
Los únicos requisitos que debe llenar el osciloscopio son:
  • a) debe tener amplificadores de acoplamiento directo y

  • b) la posibilidad de calibrar su gratícula en voltios. Hoy en día todos los osciloscopios cumplen con estas condiciones.

Puesta en marcha del oscilador en escalera. La llave de encendido SW5 abierta, se coloca la llave SW4 en la posición 15 V, y P4 en 0 V. Luego se colocan todos los presets del trazador en su posición media.

Conectamos ahora el osciloscopio a la salida de U2 y la masa del mismo a la masa del circuito, NO al terminal marcado como masa del osciloscopio. En este momento debemos tener una imagen en escalera, posiblemente algo inestable y con un número cualquiera de escalones.

Ajustamos P1 hasta que desaparezca la inestabilidad, y con P3 debemos poder variar la cantidad de escalones.

Empleando la gratícula del osciloscopio como patrón, variamos P2 hasta que la distancia entre escalones sea de 1 V. Puede haber alguna interacción entre estos ajustes, se repetirán si es necesario. Con 6 a 9 escalones es suficiente, no se necesitan más. Para ajustar P7 ponemos la punta del osciloscopio en la salida de U3, (pata 6) y lo variamos hasta que la figura en escalera esté al mismo nivel de CC que la salida de U2.

Nos queda ahora la calibración de los presets P5 y P6. Conectamos ahora sí, la masa del osciloscopio al terminal “Masa del osciloscopio” del trazador, el vertical al vertical y lo mismo con el horizontal.

Si empleamos conectores y cables con terminales BNC, la masa del osciloscopio queda conectada en forma automática. La llave SW1 en la posición N. Conectamos un diodo zener de 15V entre los terminales que corresponden a colector y emisor, el cátodo del zener al Terminal de colector.

Encendemos el trazador y avanzamos P4. Veremos en la pantalla una línea horizontal, que se extiende desde el origen hacia la derecha, cuando llegamos a la tensión de zener la traza se desplaza hacia arriba. Este punto de inflexión se denomina codo. El inicio de la línea horizontal debe estar en el comienzo de la gratícula, con P5 hacemos que el codo quede exactamente a la mitad de la retícula o gratícula.

Normalmente las gratículas tienen 10 cm de ancho y 8 de altura. De modo que en el extremo derecho de la gratícula tendremos 30V. Ahora ponemos SW1 en la posición P, invertimos el diodo zener y ajustamos P6 del mismo modo que P5.

Cuando examinamos un transistor, el eje horizontal representa la tensión de colector-emisor y el eje vertical la corriente de colector, para determinar la misma se tendrá en cuenta para cada línea horizontal su valor de tensión/cm de acuerdo al factor de multiplicación empleado en el atenuador de entrada. Por ejemplo, en la cuarta raya y con un factor de 0,2/cm, tendremos 0,8 V, los que dividido por el valor de 100 ohmios de R24, nos dan 8 mA.

 
Autor: Ing. Arnoldo C. Galetto de G.A. Electrónica
Mail: cargal@ciudad.com.ar
FIGURA 1
 
 
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES