Cheia tranzistorului cu efect de câmp

Poate chiar și o persoană departe de electronică a auzit că există un astfel de element precum un releu. Cel mai simplu releu electromagnetic conține un electromagnet, atunci când i se aplică o tensiune, celelalte două contacte sunt închise. Folosind un releu, putem comuta o sarcină destul de puternică, aplicând sau invers, eliminând tensiunea din contactele de control. Cele mai utilizate relee controlate cu 12 volți. Există, de asemenea, relee pentru o tensiune de 3, 5, 24 de volți.
Cu toate acestea, comutarea unei sarcini puternice este posibilă nu numai cu un releu. Recent, tranzistorii puternici cu efect de câmp au devenit răspândiți. Unul dintre scopurile lor principale este acela de a lucra în modul cheie, adică. tranzistorul este fie închis, fie complet deschis atunci când rezistența tranziției Stoke - Source este practic zero. Puteți deschide tranzistorul cu efect de câmp aplicând tensiune pe poartă în raport cu sursa sa. Puteți compara funcția cheii de pe tranzistorul cu efect de câmp cu funcționarea releului - au aplicat tensiune pe poartă, tranzistorul s-a deschis, circuitul s-a închis. Au înlăturat tensiunea din obturator - circuitul a fost deschis, încărcarea este dezactivată.
În același timp, cheia tranzistorului cu efect de câmp are câteva avantaje față de releu, cum ar fi:

• Durabilitate mare. Destul de des, releele se defectează din cauza prezenței pieselor mobile, în timp ce tranzistorul, în condiții de operare potrivite, are o durată de viață mult mai lungă.
• Economie. Bobina releului consumă curent și uneori este foarte semnificativă. Poarta tranzistorului consumă curent doar în momentul alimentării tensiunii, atunci practic nu consumă curent.
• Fără clicuri la comutare.

Schemă

Diagrama cheie pentru tranzistorul cu efect de câmp este prezentată mai jos:
Rezistorul R1 din el este limitator de curent, este necesar pentru a reduce curentul consumat de poartă în momentul deschiderii, fără ca acesta să nu poată defecta. Valoarea acestui rezistor poate fi modificată cu ușurință pe o gamă largă, de la 10 la 100 de ohmi, acest lucru nu va afecta funcționarea circuitului.
Rezistorul R2 trage poarta către sursă, egalizând astfel potențialele lor atunci când nu se aplică tensiune la poartă. Fără el, obturatorul va rămâne „agățat în aer” și tranzistorul nu poate fi garantat să se închidă. Valoarea acestui rezistor poate fi modificată și pe o gamă largă - de la 1 la 10 kOhm.
Tranzistorul T1 este un tranzistor cu efect de câmp N. Trebuie selectată în funcție de puterea consumată de sarcină și de mărimea tensiunii de comandă. Dacă este mai mică de 7 volți, ar trebui să luați așa-numitul tranzistor cu efect de câmp „logic”, care se deschide în mod fiabil de la o tensiune de 3,3 - 5 volți. Pot fi găsite pe plăcile de bază pentru computer. Dacă tensiunea de control se află la 7-15 volți, puteți lua un tranzistor cu efect de câmp „convențional”, de exemplu, IRF630, IRF730, IRF540 sau orice alt produs similar. În acest caz, trebuie acordată atenție unei caracteristici precum rezistența canalului deschis. Tranzistoarele nu sunt perfecte și chiar în stare deschisă, rezistența tranziției Stoke - Source nu este egală cu zero. Cel mai adesea, aceasta se ridică la sutimi de Ohm, ceea ce nu este absolut critic atunci când comutați o sarcină de putere mică, dar foarte semnificativ la curenți mari. Prin urmare, pentru a reduce căderea de tensiune pe tranzistor și, în consecință, pentru a reduce încălzirea acestuia, este necesar să alegeți un tranzistor cu cea mai mică rezistență a canalului deschis.
„N” din diagramă este un fel de încărcare.
Dezavantajul cheii de pe tranzistor este că poate funcționa doar în circuite de curent continuu, deoarece curentul merge doar de la stoc la sursă.

Producerea unei chei pe un tranzistor cu efect de câmp

Un astfel de circuit simplu poate fi asamblat și prin montaj pe perete, dar am decis să creez o placă de circuite tipărite în miniatură folosind tehnologia laser-fier (LUT). Procedura este următoarea:
1) Am tăiat o bucată de PCB potrivită pentru dimensiunile plăcii de circuit imprimat, o curățăm cu șmirghel fin și o degresăm cu alcool sau solvent.
2) Pe o hârtie specială de transfer termic imprimăm o placă de circuit imprimat. Puteți utiliza hârtie de revistă lucioasă sau hârtie de urmărire. Densitatea tonerului de pe imprimantă trebuie setată la maximum.
3) Transferați modelul de la hârtie la textolit folosind un fier. În acest caz, trebuie controlat astfel încât bucata de hârtie cu modelul să nu se deplaseze în raport cu PCB. Timpul de încălzire depinde de temperatura fierului și se situează în 30 - 90 de secunde.
4) Ca urmare, pe textolit apare o imagine a pieselor din imagine în oglindă. Dacă tonerul din locuri nu respectă bine placa viitoare, puteți remedia cusururile cu ajutorul lacurilor de unghii pentru femei.
5) În continuare, am pus textolitul gravat. Există multe moduri de a face o soluție de gravare; folosesc un amestec de acid citric, sare și peroxid de hidrogen.
După gravare, placa ia următoarea formă:
6) Apoi este necesar să scoateți tonerul din PCB, cel mai simplu mod de a face acest lucru este să folosiți îndepărtarea lacurilor de unghii. Puteți utiliza acetonă și alți solvenți similari, am folosit un solvent pentru ulei.
7) Carcasa este mică - acum rămâne să găuriți locurile potrivite și tablă de staniu. După aceea, aceasta ia această formă:
Placa este pregătită pentru a lipi piese în ea. Doar două rezistențe și un tranzistor sunt necesare.
Există două contacte pe placă pentru a le alimenta tensiunea de control, două contacte pentru conectarea sursei care alimentează încărcarea și două contacte pentru conectarea în sine a sarcinii. O placă cu piese lipite se arată astfel:
Ca o sarcină pentru verificarea funcționării circuitului, am luat două rezistențe puternice de 100 Ohm conectate în paralel.
Planific să folosesc dispozitivul în combinație cu un senzor de umiditate (placă în fundal). De la el vine tensiunea de control de 12 volți în circuitul cheii. Testele au arătat că întrerupătorul tranzistorului funcționează excelent prin furnizarea de tensiune la sarcină. Căderea de tensiune pe tranzistor a fost de 0,07 volți, ceea ce nu este deloc critic în acest caz. Încălzirea tranzistorului nu se observă chiar și cu funcționarea constantă a circuitului. Montaj de succes!
Descărcați placa și circuitul: