اتصال کوتاه

در کاربردهای زیادی لازم است که تعدادی ترانزیستور ماسفت قدرت را موازی با هم مداربندی کنیم تا کلیدگری روی جریان زیادی انجام شود. در این مقاله یاد می‌گیریم که چگونه به کمک یک دستگاه کوچک یکسان بودن مشخصات فنی ماسفت‌ها را آزمایش کنیم

.

.

تقویت‌کننده‌های صوتی پرقدرت، منابع تغذیه‌ی رگوله‌ی آزمایشگاهی با جریان خروجی بالا، مبدل‌های ولتاژ (اینوِرتِرها) که ولتاژ باتری را به ۲۲۰ولت متناوب تبدیل می کنند، همه‌ی این‌ها نمونه‌هایی شناخته شده از مدارهایی هستند که در آنها دو، سه یا بیش‌تر ماسفت به صورت موازی با هم به کار گرفته می‌شوند تا توان و جریان بالایی را کنترل کنند. اما اگر مشخصات فنی ماسفت‌هایی که با هم موازی بسته شده‌اند، تا حدود زیادی یکسان نباشد، مدار به طرز اطمینان‌بخشی کار نخواهد کرد و خیلی زود با سوختن ماسفت‌ها روبرو خواهیم شد.

هدف این نوشتار، نشان دادن راهی برای مقایسه‌ی مشخصات فنی ماسفت‌ها و چگونگی انجام این آزمایش است.

پیش از شروع کار بر روی این موضوع، مدتی روی امکان‌پذیر بودن آن بررسی می‌کردم و در آخر به این نتیجه رسیدم که این کار به آسانی قابل انجام است. برای آزمایش مشخصات فنی ماسفت‌ها فقط به یک «منبع جریان قابل تنظیم» و یک ولت‌متر جریان مستقیم نیاز خواهیم داشت.

در تصویر زیر روش اندازه‌گیری برای ماسفت کانال منفی IRF۶۱۰ و ماسفت کانال مثبت IRF۹۶۱۰ ارایه شده است. همان گونه که دیده می‌شود، ماسفت، با رعایت جهت صحیح جریان که به نوع ماسفت بستگی دارد، تحت ولتاژ ثابتی قرار داده می‌شود. این ولتاژ از یک مقاومت بار ۱۵۰ اهمی با توان یک وات به ماسفت داده می‌شود. همزمان، افت ولتاژ میان پایه‌های منفذ (Drain) و منبع (Source) ماسفت، در حالی که دروازه (Gate) آن مستقیم به منفذ وصل شده، اندازه گیری می‌شود. در ماسفت‌های متشابه این افت باید بسیار نزدیک به هم باشد.

.

.

من برای انجام این اندازه‌گیری‌ها مدار کوچک زیر را ساختم که برای سنجش هر دو نوع ترانزیستورهای ماسفت کارآیی دارد:

.

.

برق ۲۲۰ ولت شهری توسط یک ترانسفورماتور ۱۵ تا ۲۲ ولت، که توانایی تحویل ۲ آمپر جریان را داشته باشد، تامین خواهد شد. این ولتاژ سپس در یک پل دیود با ولتاژ حدود ۴۰ ولت و جریان حدود ۴ آمپر، مثلاً از نوع B۴۰C۳۷۰۰/۲۲۰۰، یکسو شده و ولتاژ مستقیم (DC) حاصل توسط  یک آی.سی. تثبیت‌کننده‌ی ولتاژ ۱۵ ولتی از نوع ۷۸۱۵ ثابت و پایدار نگه داشته می‌شود. به طور کلی، در همه‌ی دستگاه‌های اندازه‌گیری باید از منبع تغذیه‌ی تثبیت شده استفاده شود تا تغییرات احتمالی در ولتاژ تغذیه‌ی مدار سبب خطای اندازه‌گیری نشود. آی.سی. رگولاتور در این مدار باید به یک گرماگیر (رادیاتور) آلومینیومی پرّه‌ای کوچک وصل شود تا گرمای حاصل از کارکرد به هوای پیرامون آن منتقل گردد. به جای مقاومت ۱۵۰ اهم یک وات من سه عدد مقاومت ۴۷۰ اهم یک وات قرار دادم تا گرمای حاصل در آن بهتر دفع شود.

مولتی‌متر به پایانه‌های همنام در سمت راست مدار داده می‌شود. به کمک کلیدی که در مدار پیش‌بینی شده است میان ماسفت نوع N و P انتخاب می‌شود. ماسفت به پایانه‌های سمت چپ مدار وصل می‌شود.

مدار به قدری ساده است که می توان آن را روی یک تکه فیبر هزارسوراخ (ویروبورد) ساخت. اما من یک فیبر مدار چاپی برای آن طراحی کردم که در تصویرهای زیر طرح فیبر و راهنمای چینش افزاره‌ها بر آن را می بینید.

.

.

.

در تصویر زیر فیبر مونتاژ شده مشاهد می‌شود.

.

.

هنگام اندازه‌گیری باید دقت کرد که ماسفت، بسته به نوع منفی یا مثبت، به صورت صحیح و در جای درست به پایانه‌ها وصل شود. آزمایش یک ماسفت «کانال پی» مانند IRF۹۶۱۰ همان گونه است که در بالا دیده می‌شود، و در سمت راستِ ردیف پایانه‌ها و به صورتی که «رویِ» ماسفت به سمت بالا باشد، به مدار متصل می‌شود.

برای امتحان یک ماسفت «کانال اِن» مانند IRF۶۱۰ یا IRFP۲۴۰ به صورت زیر عمل می‌شود: ماسفت به صورت رو به پایین و  به سمت چپِ ردیف پایانه‌ها وصل می‌گردد.

در هر دو حالت نباید قرار دادن کلید انتخاب مدار در حالت صحیح را فراموش کرد. وضعیت کلید باید پیش از وصل کردن ماسفت به مدار عوض شود.

.

.

اندازه‌گیری و تفسیر مقدار خوانده شده

در تصویر زیر ترتیب آزمایش و اندازه‌گیری مشاهده می‌شود. با داشتن ۱۵ ولت مستقیم در مدار، روی پرده‌ی نمایش مولتی‌متر عددی بین ۳/۵ تا ۴/۵ ولت خوانده می‌شود. ماسفت‌هایی برای موازی بستن با هم انتخاب می‌شوند که تفاوت این مقدار در آنها از ۰/۱ ولت (منفی یا مثبت) فراتر نباشد. همچنین، باید توجه داشت که چون مقدار مشخصات فنی ماسفت‌ها با کم و زیاد شدن دما دچار تغییر می‌شود، اندازه‌گیری صحیح و قابل اعتماد هنگامی خواهد بود که هر ماسفت برای آزمایش، کمینه ۵ دقیقه در این مدار قرار داشته باشد.

.

.

.

مطالب مرتبط:

.

.

.