Medindo ganho de transistores com frequencímetro (INS208)

Muitos multímetros modernos possuem funções especiais que permitem a medida do ganho de transistores bipolares. No entanto, se o multímetro do leitor não possuir esta função e em sua bancada um frequencímetro estiver disponível, com o circuito descrito neste artigo será possível fazer a medida de ganho.

O que este circuito faz é converter o ganho de um transistor em frequência, e com isso tornar possível sua medida num frequencímetro comum.

O circuito é baseado num oscilador TTL e utiliza poucos componentes. Uma vez calibrado, ele proporciona uma medida com boa precisão.

Dentre os usos mais importantes para um circuito deste tipo destacamos a seleção de transistores de maior ganho ou de ganhos iguais num lote em que estas características sejam necessárias.

Outra aplicação é a própria comprovação de estado de um transistor, já que existem aplicações em que um ganho acima de certo valor é exigido.

COMO FUNCIONA

O que temos é um oscilador em que a frequência é determinada pelo capacitor C1 e pelo resistor ligado entre este capacitor e a alimentação.

Acontece que este resistor é dado pelo transistor em prova. Como sabemos, a resistência entre o coletor e o emissor de um transistor polarizado com uma corrente fixa depende de seu ganho.

Assim, neste circuito de tempo, que vai determinar a frequência do oscilador, colocamos o transistor em prova.

A chave S1 possibilita escolher se o transistor em prova é do tipo NPN ou PNP.

O trimpot P1 faz o ajuste da corrente de base do transistor em prova de modo que ela tenha uma analogia com a frequência produzida.

Por exemplo, no nosso caso usando um capacitor de 100 nF para C1 podemos ajustar o trimpot P1 para que um ganho 100 corresponda a uma frequência de 1 000 Hz. Assim, saberemos que a medida de uma frequência de 1 200 Hz significará um transistor com ganho 120.

O sinal do oscilador é aplicado a uma segunda porta de modo a servir de buffer isolando assim a entrada do oscilador do frequencímetro.

Como o circuito integrado usado é TTL, a alimentação deve ser feita com uma tensão de 5 V.

Temos duas possibilidades para isso.

Podemos usar quatro pilhas comuns e colocar um diodo em série obtendo-se assim algo entre 5,3 e 5,4 V, o que é tolerado pelos circuitos TTL comuns para a alimentação.

Outra possibilidade é usar uma fonte maior, conforme mostra a figura 1, fazendo a redução com um circuito integrado regulador do tipo 7805 ou ainda com um diodo zener.

Fonte de 5V para o circuito.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama do conversor ganho x frequência tanto para transistores NPN como PNP.

Medidor de ganho usando um conversor analógico/digital TTL.

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Placa de circuito impresso do medidor.

Para a conexão do transistor em prova podem ser usadas três garras jacaré com cores diferentes:

Verde = base

Vermelho = emissor

Preto = coletor

Para a saída do frequencímetro pode ser previsto um cabo apropriado ou então bornes de acordo com as pontas de prova do instrumento usado.

Os componentes usados não são críticos e suas especificações são dadas na lista de material.

AJUSTES E USO

Consiga um transistor com ganho conhecido ou então um medidor de ganho que possa ser usado apenas para ajudar nos trabalhos de ajuste. Use este medidor para determinar o ganho de um transistor que vai ser usado para ajuste.

Ligue na saída o frequencímetro e no conversor o transistor.

Ajuste então o trimpot P1 para que a frequência medida no transistor seja o ganho do transistor multiplicado por 10.

Se o ganho medido for 230, por exemplo, ajuste P1 para ler uma frequência de 2 300 Hz no frequencímetro.

Depois disso é só usar o medidor.

Lembre-se que os transistores de potência tem seus ganhos especificados para correntes maiores do que a usada neste circuito e que, portanto, a indicação não é exata para este tipo de componente quando usado com este circuito.