|
Met deze BGDR heeft YiCheng Electronics een poging gewaagd een complete halfgeleider curvetracer voor slechts € 100,00 op de markt te brengen. Speelgoed of bruikbaar apparaat? Dat laten wij aan de lezer (M/V) over!
|
Achtergrondinformatie
De Ic = f(Uce) karakteristiek van een transistor
Voor het onderzoeken van de kwaliteit van een bipolaire transistor kunt u diverse technieken toepassen. Het opmeten van de Ic = f(Uce) karakteristiek is wel een van de grondigste. Deze karakteristiek kunt u vergelijken met een 'hartfilmpje' van uw hart. Zoals dat veel informatie geeft over de staat van uw hart geeft de Ic = f(Uce) karakteristiek een heleboel informatie over de staat van een transistor. U kunt er bijvoorbeeld de versterkingsfactor β uit afleiden, maar ook de dynamische weerstand en de kniespanning van de halfgeleider. Deze karakteristiek wordt bovendien ook gebruikt voor het instellen van de transistortrap. Kortom, de Ic = f(Uce) karakteristiek is als het ware de pasfoto van een bipolaire transistor. Als een transistor een goede karakteristiek heeft weet u zeker dat deze halfgeleider goed werkt.
Opmerking
Deze karakteristiek wordt ook wel de 'uitgangskarakteristiek' van de halfgeleider genoemd.
Wat is de Ic = f(Uce) karakteristiek?
De Ic = f(Uce) karakteristiek geeft het verband tussen de spanning tussen de collector en de emitter Uce en de grootte van de collectorstroom Ic van een bipolaire transistor. Deze karakteristiek is echter in grote mate afhankelijk van de basisstroom die u in de transistor stuurt. Voor iedere waarde van de basisstroom kunt u een eigen uitgangskarakteristiek opnemen. Er ontstaat dus een bundel van curves die uniek is voor de transistor.
 |
| Een goede Ic = f(Uce)-karakteristiek van een transistor. (© 2026 Jos Verstraten) |
Het meten van de uitgangskarakteristiek
Hoe ontstaat een dergelijke bundel van curves? U stuurt een bepaalde constante stroom Ib in de basis. Vervolgens laat u de collector/emitter-spanning Uce stapsgewijs variëren van nul tot maximum en noteert voor iedere waarde de vloeiende collectorstroom Ic. U herhaalt deze metingen met verdubbelde basisstroom en ijvert zo verder tot u de volledige bundel curves hebt opgenomen.
Hoe werkt een curvetracer?
Het handmatig opnemen van deze uitgangskarakteristiek is een tijdrovende klus die u met wat eenvoudige elektronica echter in één seconde kunt uitvoeren. Een curvetracer zet namelijk de Ic = f(Uce) karakteristiek op het scherm van uw analoge of digitale oscilloscoop. Als die bundel grafieken er goed uitziet, dan weet u dat u de transistor zonder problemen in nieuwe schakelingen kunt gebruiken.
Onderstaande figuur onthult hoe dit elektronisch is te verwezenlijken. Een oscillator bestuurt enerzijds een trapspanning generator en anderzijds een zaagtandspanning generator. Iedere keer dat een zaagtandcyclus is doorlopen, wordt de trapspanning één trede verhoogd.
 |
| Het blokschema van een halfgeleider curvetracer. (© 2026 Jos Verstraten) |
Na een bepaald aantal treden stort de trap in elkaar en herbegint het proces. De zaagtand wordt gebruikt als Uce en de trapspanning stuurt een stroom Ib in de basis. Uw oscilloscoop verlangt van u dat u hem voedt met Uce en Ic. De Uce meet u tussen de collector en de massa. De collectorstroom kan natuurlijk niet rechtstreeks worden gemeten. Niet getreurd echter, die stroom vloeit ook door de kleine weerstand Rc. De spanning over deze weerstand is immers recht evenredig met de collectorstroom en kan via een verschilversterker naar de verticale afbuiging van uw oscilloscoop.
Uw osciloscoop moet wél in de X/Y-modus!
Dat grapje werk alleen als uw twee-kanaals oscilloscoop een zogenaamde 'X/Y-modus' heeft. Dan wordt de tijdbasis, die normaal de horizontale schaal bepaalt, uitgeschakeld en kan het tweede kanaal gebruikt worden voor deze functie. U moet dit kanaal dan aansturen met de uitgangsspanning van de curvetracer die recht evenredig is met de collector/emitter-spanning.
Meer toepassingen
Behalve het opmeten van de uitgangskarakteristiek kunt u met een curvetracer nog meer. U kunt er ook de ingangskarakteristiek, die het verband geeft tussen de basis/emitter-spanning Ube en de basisstroom Ib, mee opmeten. U ziet dan bijvoorbeeld onmiddellijk of u met een gewone transistor of met een darlington te maken hebt.
U kunt ook de stroom/spanning-karakteristieken van allerlei soorten diodes op het scherm van uw oscilloscoop zetten.
Kennismaking met de BGDR curvetracer
Een complete curvetracer in één goedkoop apparaatje
Het unieke van de BGDR curvetracer van YiCheng Electronics is dat het apparaatje een LCD-display bevat waarop de karakteristieken worden geschreven. U hebt dus geen externe oscilloscoop nodig. Voor zover wij weten is de BGDR de goedkoopste complete curvetracer die u kunt vinden.
Leverancier en prijzen
De BGDR curvetracer is ontwikkeld door YiCheng Electronics. Dat is een bedrijf waarover echter geen gegevens terug te vinden zijn op internet. Het apparaat wordt via AliExpress door diverse aanbieders verkocht. De goedkoopste is de 'eTool Store' die er € 106,00 voor vraagt. Ook via eBay kunt u de BGDR curvetracer kopen, zij het dat de prijzen daar aanmerkelijk hoger zijn.
Het uiterlijk van de BGDR curvetracer
Zoals uit de onderstaande foto blijkt krijgt u voor uw honderd euro geen compleet apparaat, maar alleen twee samengevoegde printjes, die u desgewenst zélf in een behuizing moet inbouwen. De printjes zijn 88 mm bij 100 mm groot en onderling verbonden door middel van veertien draadjes. Op het onderste printje is een standaard voedingsconnector aanwezig, waarop u een voedingsspanning van 18 Vdc moet aansluiten. Daarnaast treft u twee schuifschakelaars aan. Met de eerste zet u het apparaatje aan en uit, met de twee kiest u voor NPN- of PNP-transistoren. Onder de voedingsconnector zit een driepolig printkroonsteentje waarop u basis, emitter en collector van de te testen transistor moet aansluiten.
Op het bovenste printje is het 40 mm bij 52 mm groot LCD-display aanwezig en twee draaischakelaars met tien standen. Met de linker selecteert u de basisstroom, met de rechter de collectorweerstand en dus ook de collectorstroom. Rechts zitten twee kleine drukknopjes. Met de bovenste SW2 activeert u het menu, met de onderste SW1 selecteert u een optie uit dit menu en start een meetcyclus.
Rechtsonder ontbreekt een stuk van deze print, zodat het mogelijk is de schakelaars en het printkroonsteentje op de onderste print te bedienen en aan te sluiten.
De totale hoogte, inclusief de schakelaarknoppen, bedraagt 48 mm.
 |
| De BGDR curvetracer van YiCheng-Electronics. (© AliExpress) |
De handleiding
Die ontbreekt, de summiere specificaties en het gebruik van het apparaat hebben wij samengesprokkeld op de diverse productpagina's op AliExpress en eBay.
De specificaties van de BGDR curvetracer
De leveranciers geven heel summiere specificaties:
- Voedingsspanning: 18 Vdc ~ 1 A
- Basisstroom: 20 μA/stap ~ 200 μA/stap in 10 stappen
- Collectorstroom: 150 mA dynamisch max.
- Collectorweerstand: 10 stappen
- Display: 2,4 inch TFT, 240 bij 320 pixels
- Horizontale schaal: 1,0 V/div
- Beeldopbouw: 440 ms per beeld
- Afmetingen: 88 mm x 100 mm x 48 mm
- Gewicht: 192 g
De elektronica in de BGDR curvetracer
De voeding
De externe voedingsspanning van 18 Vdc wordt intern omgezet in:
+5,0 V voor de digitale elektronica
+3,3 V voor het LCD-scherm
+5,8 V voor de LCD-achtergrondverlichting
±9,0 V voor de analoge elektronica
Hier is dus al een heleboel elektronica voor nodig, die op de onderste print is terug te vinden.
De onderste print
In de onderstaande foto is de onderste print weergegeven. Deze bevat, naast de voeding, de analoge elektronica die de noodzakelijke signalen levert voor het genereren van de timing en de collectorspanning. Deze print bevat tien transistoren en vijf IC's:
- 2 x TL074N: viervoudige op-amp.
- 1 x LM324N: viervoudige op-amp.
- 1 x LM393N: dubbele comparator.
- 1 x MP1584: buck convertor die ongetwijfeld in de voeding wordt gebruikt.
Op de onderzijde van de print staat links de draaischakelaar waarmee u de basistroom instelt en rechts een identieke schakelaar waarmee u de weerstand in de collectorleiding kiest. Beide draaischakelaars zijn van uitstekende kwaliteit.
 |
| De onderste print van de curvetracer. (© 2026 Jos Verstraten) |
De bovenste print
Deze bevat slechts twee IC's:
- 1 x TLC5615CP: 10 bit D/A Converter
- 1 x microprocessor: het typenummer is weggelaserd.
Het ligt voor de hand dat de D/A omvormer wordt gebruikt voor het genereren van de trapvormige spanning die via een weerstand aan de basis wordt aangeboden.
De print bevat ook wat beschrifting bij de twee draaischakelaars in het Chinees. In de onderstaande foto hebben wij dit onleesbare vervangen door de algemeen gebruikelijke Engelse teksten.
 |
| De bovenste print van de curvetracer. (© 2026 Jos Verstraten) |
De uitgangssignalen
De signalen die op de B- en C-aansluitingen staan ten opzichte van de E-aansluiting, bij het meten van de uitgangskarakteristiek van een NPN-transistor, zijn voorgesteld in de onderstaande figuur. Let wel dat gemeten is zonder aangesloten transistor!
U merkt op dat de trapvormige spanning die wordt gebruikt voor het sturen van de basis maximaal slechts 1,5 V groot is. Dat is geen probleem bij bipolaire transistoren, want die spanning is groot genoeg om de transistor open te sturen en basisstroom te genereren. Die lage spanning wordt echter wél een probleem bij het testen van enhanced N-kanaal MOSFET's. De gate van zo'n halfgeleider verlangt wel wat meer spanning!
Door de schakelaar die de basisstroom bepaalt in de hoogste stand te zetten wordt de maximale spanning op uitgang B echter verhoogd tot ongeveer 5 V, maar dan lopen de meeste treden van de trap vast tegen deze grens. Er worden dan veel minder traces geschreven. Die 5 V is waarschijnlkijk nét hoog genoeg om iets te testen bij MOSFET's (lees verder).
 |
| De B/E (blauw) en C/E (geel) spanningen bij NPN-metingen. (© 2026 Jos Verstraten) |
Het werken met de BGDR-curvetracer
Opstarten
Na het aansluiten van de voedingsspanning van 18 Vdc en het in de juiste stand zetten van de AAN/UIT-schakelaar verschijnt het onderstaand scherm op het display.
 |
| Het welkomscherm op het display. (© 2026 Jos Verstraten) |
Oproepen van het menu
U moet vervolgens lang op het drukknopje SW2 drukken tot het onderstaand menu op het display verschijnt. U ziet hier de vijf werkingsmodi van het apparaat:
- Uitgangskarakteristiek van NPN transistoren
- Uitgangskarakteristiek van PNP transistoren
- Ingangskarakteristiek van NPN transistoren
- Ingangskarakteristiek van PNP transistoren
- I/U-karakteristiek van diodes
Door kort op de knop SW1 te drukken kiest u de gewenste meetfunctie. Staat het pijltje naast de gewenste functie? Druk dan lang op dezelfde knop tot het menu verdwijnt en u in de gekozen meetfunctie komt.
 |
| De menu-selectie. (© 2026 Jos Verstraten) |
De uitgangskarakteristiek Ic = f(Uce) van NPN transistoren
Als voorbeeld behandelen wij twee oude, trouwe torren: een BC107B en een 2N3055. Kies de juiste menu-optie, zet de schuifschakelaar in de stand 'NPN', sluit de transistor aan en druk kort op de drukknop SW1. De BGDR curvetracer schrijft nu één set curves op het display. Let wel op dat dit een eenmalige actie is en het beeld statisch is. Het beeld bevriest dus op het display. Wilt u een nieuwe set laten schrijven, bijvoorbeeld na een andere instelling van de twee draaischakelaars, dan moet u weer even op die drukknop drukken.
U moet wat experimenteren met de standen van die beide draaischakelaars om de beste weergave van de uitgangskarakteristiek op het scherm te krijgen. In de onderstaande afbeelding ziet u bijvoorbeeld de Ic = f(Uce) bundel van een BC107B. Merk op dat de horizontale as slechts tot 5 V gaat. Dat is logisch, gelet de lage voedingsspanningen van ±9 V voor de interne schakelingen. Let op de twee schaalverdelingen links en rechts in beeld. Die geven de waarde van de collector- en basisstromen. Aan de hand van die cijfers kunt u uiteraard gemakkelijk de versterkingsfactor β van de halfgeleider berekenen:
β = Ic / Ib
In het geschetste voorbeeld wordt een collectorstroom van 98 mA gegenereerd door een basisstroom van 1.416 μA. De gemeten stroomversterking wordt dan:
β = 98 / 1,416
β = 70
Dat is een absurd lage waarde voor een BC107B. Volgens de spec's ligt deze grootheid tussen 200 en 450. Onze statische halfgeleidertester TT100 van Voltcraft geeft een realistische HFE-waarde van 269 voor deze halfgeleider. Nu zijn β en HFE uiteraard niet identiek, β is de wisselstroomversterking en HFE de gelijkstroomversterking. Maar meestal ontlopen beide grootheden elkaar niet erg veel. Die zeer uiteenlopende meetresultaten zorgen ervoor dat wij nogal twijfelen aan de exactheid van de stroomwaarden die op het display worden weergegeven.
Bovendien levert het delen van de andere Ic's door de andere Ib's hele andere waarden op, wat ons wantrouwen alleen maar vergroot.
 |
| De Ic = f(Uce) van een BC107. (© 2026 Jos Verstraten) |
Als tweede voorbeeld ziet u de karakteristiek van een vermogenstransistor van het type 2N3055. Deze transistor zou in blakende supergezondheid verkeren, althans volgens dit apparaat. Een basisstroom van 1 mA genereert een collectorstroom van 105 mA, hetgeen een β van 105 oplevert. Volgens de spec's ligt β voor deze transistor echter tussen 20 en 70. De TT100 levert een waarde voor HFE op van 79.
 |
| De Ic = f(Uce) van een 2N3055. (© 2026 Jos Verstraten) |
De uitgangskarakteristiek Ic = f(Uce) van PNP transistoren
Als voorbeeld gebruiken wij de BC177. U moet niet alleen een andere menu-optie kiezen, maar ook de schuifschakelaar op de onderste print in de andere stand zetten. Het resultaat ziet u in de onderstaande figuur.
Volgens de gegeven op het scherm heeft β een waarde van 65, wat niet erg aannemelijk is. Ook de TT100 is het hiermee niet eens, die meet een HFE van 308, een waarde die zonder meer geloofwaardiger is.
Ook nu dus is onze twijfel over de exactheid van de meting met de BGDR-curvetracer erg groot!
 |
| De Ic = f(Uce) van een BC177. (© 2026 Jos Verstraten) |
De ingangskarakteristiek Ib = f(Ube) van een NPN-transistor
Deze karakteristiek geeft het verband tussen de basisstroom en de spanning tussen de basis en de emitter. Ook nu nemen wij weer een BC107 als voorbeeld. In de onderstaande grafiek ziet u dat de basis/emitter-spanning ongeveer gelijk is aan 0,7 V, de normale waarde voor een bipolaire silicium transistor. Zou u hier een spanning van ongeveer 1,3 V meten, dan weet u dat u te maken hebt met een darlington transistor.
 |
| De Ib = f(Ube) van een NPN-transistor. (© 2026 Jos Verstraten) |
Meten aan diodes
Wij kiezen de laatste optie uit het menu en sluiten diverse diodes aan tussen E en C. Hierbij komt de anode aan de C en de kathode aan de E. Volgens de gegevens op internet worden de schalen dan aangepast naar:
- Horizontaal: 1 V/div
- Verticaal: 40 mA/div
Als eerste testen wij een siliciumdiode 1N4148, het resultaat ziet u op de onderstaande foto. De stroom/spanning-karakteristiek wordt dus keurig geschreven met een spanning over de geleidende diode van ongeveer 0,65 V.
 |
| Een 1N4148 op de curvetracer. (© 2026 Jos Verstraten) |
Vervolgens wordt een blauwe LED aangesloten. Ook nu wordt de karakteristiek keurig weergegeven.
 |
| De karakteristiek van een blauwe LED. (© 2026 Jos Verstraten) |
Tot slot testen wij een zenerdiode. Omdat de horizontale schaal maar tot 5 V gaat zijn we nogal beperkt. Wij kiezen een 3V9 exemplaar uit, het resultaat ziet u op onderstaande foto. Waarom de karakteristiek nu stopt bij iets minder dan 60 mA is niet duidelijk. Verder stellen wij wat puntjes vast rond de curve, die er niet op thuis horen.
 |
| De karakteristiek van een 3V9 zenerdiode. (© 2026 Jos Verstraten) |
Het testen van MOSFET's
In de moderne tijd worden bipolaire vermogenstransistoren vaak vervangen door MOSFET's. De vraag is of dergelijke onderdelen ook te testen zijn met de BGDR curvetracer. In feite komen alleen enhanced N- en P-kanaal MOSFET's in aanmerking, omdat die, wat polariteiten betreft, op dezelfde manier aangestuurd worden als NPN- en PNP-transistoren. Het probleem is echter dat deze curvetracer op de B-uitgang een spanning van maximaal 5,0 V levert en dat alleen in de hoogste stand van de basisstroom schakelaar. Dat is veel te gering voor het weergegeven van een Id = f(Uds) bundel. Bij een IFR3205 is de minimale spanning tussen gate en source 4,5 V, zie de onderstaande grafiek.
 |
| De uitgangskarakteristiek van een IRF3205 MOSFET. (© International Rectifier) |
Dat blijkt ook als wij als test zo'n MOSFET op de BGDR curvetracer aansluiten. Wij krijgen alleen het begin van de onderste grafiek op het display. Om de een of andere reden worden nu geen stroomwaarden weergegeven.
 |
| De IRF3205 op de BGDR curvetracer. (© 2026 Jos Verstraten) |
Onze mening over de BGDR curvetracer
Wij hebben zeer gemengde gevoelens over dit meetapparaatje. Een curve-tracer is een gewilde uitbreiding van ieders hobby-lab, dat bewijzen de vele topics hierover op diverse elektronica-fora. Bij alle op die fora besproken goedkope apparaten hebt u echter een externe oscilloscoop nodig. Deze BGDR curvetracer van YiCheng Electronics heeft dat niet nodig en dat betekent zonder meer een doorbraak, gelet op de prijs van honderd euro. Maar is dit apparaatje die honderd euro waard?
De BGDR curvetracer zet zonder meer mooie curves op het display en het is dus bruikbaar om snel het wel of niet bruikbaar zijn van een bipolaire transistor of een diode te bepalen. Maar de numerieke gegevens die op het scherm verschijnen zijn naar onze mening volledig onbetrouwbaar. Als serieus te nemen meetinstrument is deze curvetracer dus niet geschikt
Wij laten het oordeel over de vraag die wij in de inleiding van dit artikel stelden, speelgoed of bruikbaar apparaat, graag aan de lezer (m/v) over. Meestal verkopen wij geteste producten weer voor de helft van de prijs. Wij zijn immers niet zo'n verzamelaar van spullen en wij kunnen het geld goed gebruiken voor de aanschaf van nieuwe te testen producten. Deze curvetracer houden wij echter tóch, want wij vinden het een leuke gadget om af en toe te gebruiken voor het testen van in experimenteerschakelingen gebruikte transistoren.
BGDR curvetracer
