Projekt Kennlinienschreiber

Neu Hardware Version 3.02 vom 06.02.2026

Ich habe die Hardware noch einmal überarbeitet und neu mit Kicad entworfen. Den aufwendigen DA-Wandler mit Widerständen habe ich ersetzt mit zwei richtigen DA-Wandlern vom Typ MCP4726. Bei sehr geringen Kollektor/Drain Strömen ist die Auflösung der Strommessung sehr gering. Deshalb habe ich für Drain-Kollektor-Ströme unter 50mA eine Umschaltung des Emitter-Widerstandes von 1 Ohm zu 10 Ohm vorgesehen. Das steigert die Auflösung der Strommessung um das 10-fache. Den Microprozessor PIC18F46K80 DIL40 konnte ich auch verkleinern und den PIC18F26K80 DIL28 einsetzen.

Die PC-Software habe ich auch verbessert und noch einige Fehler beseitigt. Die Software ist abwärts kompatibel zu vorhergehenden Hardware-Versionen. Die Umschaltung des Emitterwiderstandes funktioniert also nur mit der neuen Hardware Version 3.02. Mit der neuen Software ist es gelungen für das Ausgangs-Kennlinienfeld mehrer Kennlinien (bis zu 20) nacheinander mit einer Einzel-Funktion zu erzeugen. Der Button Kennl.feld startet die Funktion.

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Das Schaltbildblatt mit dem PIC18F26K80, den 2 neuen DA-Wandlen und der Stromversorgung
Das zweite Blatt mit den drei Messverstärkern.
Das dritte Blatt zeigt die Aufbereitung der Spannungen für das Messobjekt. Die Leistungstransistoren für die Erzeugung der Drainspannung sind auch SMD-Typen.
Eine 3D Ansicht der Platine aus Kicad. Links die drei Buchsenleisten muss man sich weg denken und kann dafür NULL-Kraft-Sockel verschiedner Breite einlöten.
Von unten sieht die Platine sehr aufgeräumt aus. Ich habe auch moderne Operationsverstärker Rail zu Rail eingestetzt.
Die Ausgangskennlinen eines Fets J310 mit Drainströmen von max 10mA mit der alten Hardware aber schon PIC18F46K80 (12Bit A/D Wandler).
Die Ausgangskennlinen des gleichen Fets J310 mit Drainströmen von max 10mA mit der neuen Hardware (umgeschalteten Emitterwiderstand auf 10 Ohm). Das sieht doch schon viel besser aus.
Mit einem älteren Halbleiter-Tester ermittle ich die Anschlüsse des Transistors
Hier die Ansicht des neuen Hardware-Muster-Gerätes von oben. Ich habe das Gehäuse GEH EG 2 von Reichelt verwendet, aber nur die Seitenprofile. Das Gehäuse war zu schmal.
Die Ansicht von unten. Die zwei D/A-Wandler habe ich frei tragend eingelötet.

Dateien für den Kennlinienschreiber Hardware 3.02

kls_doc_sw_v1_xx_hw_3_02.pdf PDF-Datei Beschreibung der neuen HW und PC-SW (12.02.2026)

mc_v2_20.hex HEX-Datei für PIC18F26K80 zum Nachladen mit KLSfwloader (09.02.2026)
mc_v2_20_bootloader.hex HEX-Datei für PIC18F26K80 zum programmieren mit Programmer (09.02.2026)

KLS_neu.zip ZIP-Datei der grossen Leiterplatte aus Kicad (09.02.2026)
usb_modul.zip ZIP-Datei des USB-Adapters aus Kicad (09.02.2026)
led_info.zip ZIP-Datei der Platine LED-Info aus Kicad (09.02.2026)

KLS_neu_bom.ods ODS-Datei Libreoffice Stückliste des Projektes (12.02.2026)
KLS_neu_bom.pdf PDF-Datei Stückliste des Projektes (12.02.2026)

    Inhalt der ZIP
  • Im Verzeichnis production befindet sich die Gerber-Datei (ZIP-Datei) für die Leiterplattenherstellung und auch BOM-Listen.
  • Im Verzeichnis bom befindet HTML interaktive Bestückungshilfe, 3D-Ansichten, ev. Schaltbild
  • Im Verzeichnis plots Neu! Bestückungshilfe als PDF
  • *.kicad_pro ist die Projektdatei der Leiterplatte für Kicad

Es folgen noch weitere Dateien. Ich habe auch Leiterplatten mit der neuen Hardware fertigen lassen.

Alte Hardware aber neuer PIC18F46K80 mit 12Bit A/D-Wandler

Ich habe mir die Mühe gemacht und die Firmware angepasst an einen neuen PIC18F46K80 mit einer größeren A/D Wandlerbreite von 12 Bit. Die Unterschiede sind in den Bildern unterhalb zu sehen. Außerdem habe ich die PC-Software erweitert um eine Abspeicherung des Plots als Bilddatei. Hinzu gekommen ist auch noch die Möglichkeit die Firmware mit der PC-Software KLSfwloader nachzuladen.

(Für größere Darstellung auf das Bild klicken.)
Kennlinienschreibers mit PC
A/D Wandler
10 Bit Auflösung
A/D Wandler
12 Bit Auflösung
A/D Wandler
10 Bit Auflösung
A/D Wandler
12 Bit Auflösung
    Ein Kennlinienschreiber für Halbleiter (NPN, PNP, Mosfet N+P, J-Fet N+P, Dioden, Zenerdioden bis 10 Volt) mit USB-Anschluss. Die Kennlinien werden grafisch am PC dargestellt. Für die Transistoren+Fet ist das Eingangs- und Ausgangskennlinienfeld sichtbar. Eine Massenauswertung ist durch den Export der Kenndaten in Excel möglich.
    Zur Selektion von Mosfets und Transistoren muss man sich eine Testschaltung zusammenbauen. Noch besser ist natürlich ein Kennlinienschreiber, mit dem die Parameter des Halbleiters grafisch sichtbar werden. Es gibt einige Schaltungsvorschläge die mit einem Oszilloskop als Sichtgerät arbeiten. Der Nachteil dieser Geräte ist die fehlende Vergleichbarkeit der verschiedenen grafischen Darstellungen. Besser ist da ein Gerät mit PC-Steuerung. Es gibt einen Bausatz von ELEKTOR den "Transistor Kennlinienschreiber". Dieser Bausatz arbeitet mit D/A Wandlern nach dem PWM-Prinzip. Das sagte mir nicht zu. Deshalb habe ich mich entschlossen einen eigenen Kennlinienschreiber zu entwerfen. Ein weiterer Vorteil ist die Entwicklung der Software, die ich entsprechend nach meinen Wünschen gestalten kann. Es war seit Längeren ein Wunsch von mir, die Kennlinien von Halbleitern auf einem PC sichtbar zu machen.