TRAZADOR DE CURVAS

http://serverpruebas.com.ar/montajes2/nota32.htm[26/01/2015 16:21:02]

TRAZADOR DE CURVAS

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

INTRODUCCION

El anterior podía trazar las curvas de un solo transistor, éste puede medir las dedos, los que se seleccionan mediante una llave, lo que permite la comparación dedos semiconductores. En el primero, cuando se quería cambiar de transistor, habíaque apagar el instrumento, lo que hacía que quedara un punto en la pantalla delosciloscopio, esto es peligroso ya que puede quemar prematuramente la pantalladel mismo, lo que se manifiesta por un punto oscuro permanente, de hecho elquemado de la pantalla no es instantáneo, pero nadie está libre de una distracciónque 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 unaposición intermedia, en la cual se inyecta una señal de 50Hz en la salidahorizontal, de modo que en el osciloscopio se verá una raya horizontal en lugar deun punto, además en esta posición los transistores a probar quedancompletamente desconectados de modo que se pueden cambiar sin ningúnproblema. Se hicieron además algunas pequeñas modificaciones al circuitoanterior.

DESCRIPCION DEL CIRCUITO

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

La tensión de barrido para el colector se obtiene rectificando la tensión de untransformador mediante un puente de diodos, esto nos da una secuencia demedias sinusoides, todas de la misma polaridad y de un amplitud que podemosvariar entre 0 y 30 voltios. Vemos así que la corriente de colector no es fija, comoen 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 cadapaso, 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 decolector y base. En el caso de los FET la diferencia es que la compuerta se excitacon una tensión en escalera y no con una corriente, como en el caso de losbipolares.

Las distintas tensiones de compuerta se seleccionan con la misma llave que Ib, laque 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. Elgenerador en escalera está compuesto por los transistores Q1, Q2 y Q3. Q1 es unoscilador de relajación convencional con un unijuntura, tipo 2N2646 o similar.

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

Cuando se alimenta un capacitor a través de una resistencia conectada a E,

FIGURA 1

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cuando llega al potencial de disparo del UJT se descarga de golpe, generando undiente de sierra.

El emisor de Q1 se alimenta por P1 y R3, cuando llega a su tensión de disparoconduce y descarga al capacitor C1, la corriente de descarga de C1 ocasiona unacaída de tensión sobre el preset P2. Parte de esta tensión se aplica a la base deQ2. Este junto con la resistencia de emisor R5, forma un generador de corrienteconstante. Este conduce solamente en los momentos en que C1 se descarga, osea que carga a C2 con pulsos de corriente constante, esto hace que C2 se cargaen pasos de amplitud también constante, y de este modo sobre C2, se genera latensión en escalera que necesitamos. Cuando la carga sobre C2 llega a la tensiónde disparo de Q3, se descarga y el proceso comienza otra vez. P2 varía laalimentación de B2 de Q3, permite variar su potencial de disparo y así variar lacantidad de escalones.

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

U2 es un amplificador operacional con entrada a FET y no carga al generador, almismo tiempo que tiene la capacidad necesaria de excitación para la base deltransistor 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 deresistencias R11-R23 las que son seleccionadas con SW2. R11-R23 pueden ser al1% 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 todoslos 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 todoslos presets del trazador en su posición media.

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

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

Empleando la gratícula del osciloscopio como patrón, variamos P2 hasta que ladistancia entre escalones sea de 1 V. Puede haber alguna interacción entre estosajustes, se repetirán si es necesario. Con 6 a 9 escalones es suficiente, no senecesitan más. Para ajustar P7 ponemos la punta del osciloscopio en la salida deU3, (pata 6) y lo variamos hasta que la figura en escalera esté al mismo nivel de

PROMOCIONES

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CC que la salida de U2.

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

Si empleamos conectores y cables con terminales BNC, la masa del osciloscopioqueda conectada en forma automática. La llave SW1 en la posición N. Conectamosun 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 líneahorizontal, que se extiende desde el origen hacia la derecha, cuando llegamos a latensión de zener la traza se desplaza hacia arriba. Este punto de inflexión sedenomina codo. El inicio de la línea horizontal debe estar en el comienzo de lagratícula, con P5 hacemos que el codo quede exactamente a la mitad de la retículao gratícula.

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

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

Autor: Ing. Arnoldo C. Galetto de G.A. ElectrónicaMail: cargal@ciudad.com.ar

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FIGURAS

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