Masurarea elementelor electronice de circuit

Masurarea elementelor electronice de circuit

Promotia 2004-2005

Cuprins

Generalitati

Masurarea tuburilor electronice

Ridicarea caracteristicilor tuburilor electronice

Masurarea tensiunilor si a curentilor de varf

Ridicarea caracteristicilor dipolilor cu oscilograful catodic

Ridicarea caracteristicilor tensiune-curent

Masurarea capacitatilor dintre electrozi

Catometre

Masurarea tranzistoarelor

Generalitati

Masurarea in scurtcircuit

Masurarea parametrului de injectie

Masurarea lui α de taiere

Masurarea parametrului hibrid h

1. Generalitati

ridicarea caracteristicii de electrod este necesar sa se vizualizeze simultan tensiunea si curentul dintr-un singur electrod. Problema se incadreaza in tema mai generala a ridicarii caracteristicii unui cuadripol la care ramane constanta tensiunea aplicata la doua borne. Schema adoptata in acest caz este reprezentata in fig 4. Montajul corespunzand ridicarii unei caracteristici de electrod se deduce cu usurinta . In ambele cazuri problema se reduce la ridicarea , cu oscilografului catodic a caracteristicii tensiune-curent a unui dipole. Pentru aceasta, in serie cu electrodul se aplica tensiunea de polarizare si generatorul de impulsuri care trebuie sa furnizeze o tensiune variabila egala cu plaja in care se intentioneaza vizualizarea caracteristicii. Impulsul poate fi o simisinusoidala sau poate chiar o sinuoida, luata de la retea. In serie cu acest circuit se dispune si o rezistenta de la ale carei borne se ia curentul ce parcurge electrodul. In fig b este reprezentata schema de montaj pentru vizualizarea caracteristicii anodice a unui tub.

Pentru a se vizualiza simultan o familie de caracteristici de electrod este necesar sa se varieze periodic tensiunea de negativare, ceea ce se realizeaza, in mod automat, cu un ritm suficient de rapid pentru a se realize pe ecran o imagine persistenta. Ritmul adoptat este , in general , de ordinul a 10-15 caracteristici pe secunda. Pentru etalonarea scarilor caracteristicilor, intre doua cicluri de caracteristici se aplica o tensiune cunoscuta , obtinuta inlocuindu-se automat tubul printr-un resistor cunoscut. Familia de caracteristici de electrod , impreuna cu tensiunea de etalonare dau date complete asupra tubului. Fotagrafiindu-se imaginea obtinuta, nu mai este necesar sa se ridice familia de curbe , prin metodele punct cu punct.

Tensiunea anodica variabila trebuie sa fie de amplitudine egala cu tensiunea anodica continua, spre a nu es trece in regiunea tensunilor negative. Spre a se evita folosirea unor dispozitive complexe,ca cel amintit mai sus pe ecran se poate lipi o foita transparenta , desenandu-se caracteristicile corespunzand diverselor negativari, reglate manual. Tensiunea anodica se etaloneaza , aplicandu-se pe placile orizontale o tensiune cunoscuta si notandu-se deviatia respectiva a spotului. Pentru axa verticala se recurge la un procedeu analog.

Pentru ridicarea caracteristicii de transfer grila-anod se recurge la montajul reprezentat in fig In acest caz , pe grila se aplica tensiunea alternativa de la retea si se urmareste variatia corespunzatoare a curentului anodic. Aceste caracteristici pot fi ridicate atat in cazul static lucrandu-se cu o rezistenta anodica foarte mica cat si pentru cel dinamic cu inpedanta anodica oarecare, corespunzand cazului studiat. Este recomandabil ca aceste caracteristici dinamice sa fie studiate peste cele statice ridicate anterior si avand aceeasi scara a curentilor. Se modifica negativarea tubului , tensiunea anodica si amplitudinea semnalului alternative astfel incat sa nu se intre in domeniul caracteristicilor curbe , in caz contrar aparand distorsiuni.

Ridicarea caracteristicilor tensiune-curent

Catometre

Masurarea tranzistoarelor

Generalitati. Considerand tranzistorul ca un cuadripol, intervin doi curenti si doua tensiuni la cele doua porti. Doua din aceste marimi pot fi alese ca impedante. Sunt deci posibile diverse moduri de descriere a tranzistorului. Numarul posibilitatilor este egal cu numar combinarilor de 4 elemente luate care doua, adica cu 6. notand cu v si w cele doua marimi alese ca impedante si cu p si q cele dependente, avem relatii de forma:

p = av + bw

q = cv + dw

unde v si w pot si tensiuni sau curenti.

Problema care se pune in cazul de fata este aceea a stabilirii modului experimental in care se pot determina coeficientii a,b,c si d. Aceasta se face in moduri diferite, de la caz la caz, dupa semnificatia pe care o au w si v. In general se ia nula una din marimile v si w si se masoara p sau q. Daca, de exemplu, se urmareste determinarea lui a, atunci se ia w = 0, se produce un anume v si se masoara p care rezulta. Avem:

Formula

Daca, de exemplu w este o tensiune, atunci borna respective se pune in scurtcircuit din punct de vedere alternative, printr-un capacitor de valuare convenabila. Daca w este un curent, sa zicem i2, se ia iesirea in gol etc. referitor la masurarea tranzistoarelor se pot face si alte observatii.

Paramatrii caracteristici ai tranzistoarelor depind de punctul de functionare. Pentru a se obtine date concludente este , deci , necesar ca masurarile sa se efectueze in puncte bine precizate din punctul de vedere al curentilor continui. Pentru aducerea tranzistoarelor in punctul de functionare , se utilizeaza montajul prezentat in fig9. Bobinele de soc L si L2 trebuie sa prezinte la frecventa de lucru o reactanta cat mai mare, iar capacitatile C si C2 , o reactanta cat mai mica . Valoarea curentilor de emitor si colector se masoara introducandu-se doua miliampermetre in serie cu L si L2 .

Masurarile se fac in regim alternative si cu semnale mici. Un semnal este mic daca valoarea parametrului nu se modifica atunci cand reducem amplitudinea semnalului.

In ceea ce priveste frecventa utilizata pentru masurarea tranzistoarelor,se disting doua benzi. Pentru audiofrecventa se lucreaza cu o frecventa joasa, sub 3kHz ,frecventa la care nu se manifesta efectele reactantelor din schma echivalenta, completa a tranzistoarelor. Pentru inalta frecventa se utilizeaza frecvente pente 50 kHz, dar in acest caz se tine seama, in schema echivalenta, de aparitia unor capacitate, asa cum se va arata mai departe. In afara paragrafelor in care se specifica frecventa de lucru, toate masurarile se fac in audiofrecventa. Semnalele aplicate trebuie sa fie mai mici, pentru a se lucra pe portiune liniara.

Masurarea amplificarii in scurtcircuit. Schema utilizata este reprezentata in fig 10. Generatorul se conecteaza in montaj printr-un transformator cu raportul de transformare 1:1 si, cum un voltmetru convenabil, se masoara tensiunile u0 si u. Luandu-se rezistentele R ie si R ic egale si facandu-se ca u0 sa fie unitary, tensiunea u1 il masoara chair pe

Avem formula

si, deci, α poate fi aproximat prin raportul I c/ I e, daca impedanta din circuitul colector este suficient de mica.

Masurarea paramatrului de injectie. Se utilizeaza schema reprezentata in fig.11. Tensiunea la iesire se masoara la una dintre cele trei prize prevazute pe R ic, dupa valuarea acestei tensiuni. Un calcul simplu ne arata ca:

formula