Diode- en transistortester met de scoop
Dit handige apparaat berust op her principe van een Lissajousfiguur, waarbij als gevolg van de halfgeleidereigenschappen van de te testen onderdelen steeds slechts een deel van de totale figuur wordt geschreven.
Een welkome uitbreiding voor scoopbezitters en bovendien in een wip in elkaar te zetten!
Een mooie manier voor het testen van halfgeleiders is die, waarbij de testuitslag zichtbaar gemaakt wordt op het scherm van een scoop.
Voor de amateurs die een scoop bezitten (ook LF scoop) beschrijf ik de volgende hulpschakeling.
Zoals uit de schakeling van figuur 1 is te zien, gaat het hier om een zeer eenvoudig hulpapparaat.
Fig. 1.
De secundaire kant van de nettrafo (10-25 volt) is aan een kant geaard, terwijl de andere aansluiting eerst wordt gefilterd en vervolgens in twee spanningen gedeeld. Deze spanningen zijn door R/C-schakelingen onderling 90 graden verschoven ten opzichte van elkaar.
Met de schakelaar kunnen de verschillende stroombegrenzingsweerstanden worden ingeschakeld.
De transistorvoet of de aansluitsnoeren (met krokodilklemmen) voor de te testen transistor of diode liggen aan de beide uitgangen of een ervan aan aarde.
De scoop wordt op de met vertikaal, horizontaal en aarde gemerkte punten aangesloten.
Zonder transistor of diode moet zich nu op het scherm een min of meer mooie cirkel vertonen. Door de gevoeligheid van de horizontale en vertikale versterker in te stellen kunnen we een mooie cirkel maken.
De perfectie van deze cirkel is belangrijk voor de nauwkeurigheid waarmee de transistoren of dioden worden gemeten; verder is het een goede controle van de afbuiglineariteit van de scoop.
Getest kunnen worden: PNP en NPN transistoren en dioden.
In de figuren 2 en 3 zijn de meest voorkomende beelden en hun betekenis weergegeven.
Fig. 2 en 3.
De schakeling kan eenvoudig op Veroboard gezet worden en naar eigen inzicht in een kastje gebouwd worden.
PA0ENS.
Literatuur
- 73 Magazine, nov. '71, WB4ITN
Naschrift van de redaktie
De werking
Een cirkel ontstaat als men twee evengrote sinusvormige wisselspanningen, die underling 90 graden in fase verschoven zijn, op de horizon-tale en vertikale afbuiging van een scoop zet.
Fig 4a en 4b.
In figuur 4a en 4b zijn twee van zulke wisselspanningen getekend.
Wij zullen eens op verschillende tijdstippen de spanning op de horizontale resp. vertikale afbuiging meten en in een grafiek tegen elkaar uitzetten. Zie figuur 5.
Fig. 5.
Volgens figuur 4a is de horizontale spanning op tijdstip 0 nul volt.
Volgens figuur 4b is op datzelfde moment de vertikale spanning -1 volt.
We zetten in de grafiek van figuur 5 een stip bij horizontaal = 0 en vertikaal = -1 volt.
Vervolgens meten we de spanning op tijdstip 1.
Nu is de horizontale spanning +0,7 volt (figuur 4a) en de vertikale spanning is -0,7 volt (figuur 4b).
Evenzo zetten we een stip in de grafiek van figuur 5 bij horizontaal = +0,7 volt en vertikaal = -0,7 volt.
Op deze wijze zoeken we de spanningen op voor tijdstip 2, 3, 4 etc., t/m 9.
Daarna worden deze stippen in figuur 5 ingevuld.
Tezamen vormen deze stippen een cirkel! Het zal nu wel duidelijk zijn dat de elektronenstraal van de scoop een cirkelvormige baan beschrijft.
De halfgeleider-tester werkt met een wisselspanning van 50 Hz, zodat door de traagheid van ons oog het ronddraaien van de punt niet is te zien, dock als een complete stilstaande cirkel wordt waargenomen.
Hoe komen we nu van de cirkel op de beelden van de figuren 2 en 3?
We kunnen de cirkel in 4 segmenten verdelen. Zie figuur 6.
Fig. 6.
Als er geen spanning op de horizontale of vertikale afbuiging van de scoop staat, dan schrijft de scoop slechts een punt, precies in het midden van de denkbeeldige cirkel.
Dit punt is nul volt (aarde).
Indien de reeds eerder aangeduide 90 graden verschoven spanningen op de vertikale en horizontale afbuiging worden gezet, dan is de vertikale spanning in de segmenten 1 en 2 positief ten opzichte van aarde. In de segmenten 3 en 4 is de vertikale spanning echter negatief ten opzichte van aarde.
De horizontale spanning is in de segmenten 2 en 4 positief en in de segmenten 1 en 3 negatief ten opzichte van aarde.
Nu gaan we bekijken wat er gebeurt als we een transistor aansluiten tussen horizontaal, vertikaal en aarde.
We nemen als voorbeeld een NPN-type. Een NPN-transistor kunnen we ons voorstellen als twee diodes, ruggelings tegen elkaar met de anodes doorverbonden. Zie figuur 7.
Fig. 7.
Deze transistor sluiten we als volgt aan: zie figuur 8.
Fig. 8.
De basis-collectordiode geleidt als H negatief is ten opzichte van aarde.
Dat is het geval bij de cirkelsegmenten 1 en 3.
Op H staat dan geen spanning vanwege de geleiding der diode. Dus de cirkelsegmenten 1 en 3 worden niet geschreven.
De basis-emitterdiode geleidt als V negatief is ten opzichte van aarde.
Dat is bij de cirkelsegmenten 3 en 4.
Op V staat dan geen spanning vanwege de geleiding van de basis-emitterdiode. Dus de cirkelsegmenten 3 en 4 worden evenmin geschreven op de scoop.
Er blijft dus alleen nog maar cirkelsegment 2 over en deze wordt dan ook geschreven. Zie figuur 9.
Fig. 9.
Herkent u dit prentje?
Het staat rechts bovenaan figuur 2 afgebeeld.
U kunt nu voor uzelf nagaan hoe we aan die andere beeldjes zijn gekomen.
Een goede oefening om het inzicht in dit soort problemen to verdiepen!
N.B. De oscillogrammen zijn gebaseerd op het gebruik van een scoop, waarbij de elektronenstraal omhoog resp. naar rechts gaat indien men op de vertikale en horizontale ingang een positieve spanning zet.
PA0WDW