مفتاح الترانزستور ذو التأثير الميداني

ربما سمع حتى شخص بعيد عن الإلكترونيات أن هناك عنصرًا مثل المرحل. يحتوي أبسط مرحل كهرومغناطيسي على مغناطيس كهربائي، وعندما يتم تطبيق الجهد عليه، يتم إغلاق جهات اتصال أخرى. بمساعدة المرحل، يمكننا تبديل حمل قوي إلى حد ما، أو تطبيقه أو العكس، وإزالة الجهد من جهات اتصال التحكم. الأكثر انتشارًا هي المرحلات التي يتم التحكم فيها من 12 فولت. هناك أيضًا مرحلات للجهد 3 و 5 و 24 فولت.

ومع ذلك، يمكنك تبديل حمولة قوية ليس فقط بمساعدة التتابع. في الآونة الأخيرة، أصبحت الترانزستورات ذات التأثير الميداني عالية الطاقة واسعة الانتشار. أحد أغراضها الرئيسية هو العمل في الوضع الرئيسي، أي. يكون الترانزستور إما مغلقًا أو مفتوحًا تمامًا عندما تكون مقاومة تقاطع مصدر الصرف صفرًا عمليًا. يمكنك فتح ترانزستور ذو تأثير ميداني عن طريق تطبيق الجهد على البوابة بالنسبة لمصدرها. يمكنك مقارنة تشغيل المفتاح الموجود على ترانزستور التأثير الميداني مع تشغيل المرحل - حيث يتم تطبيق الجهد على البوابة، ويفتح الترانزستور، وتغلق الدائرة. تمت إزالة الجهد من البوابة - تم فتح الدائرة، وتم إلغاء تنشيط الحمل.

في هذه الحالة، يتمتع مفتاح الترانزستور ذو التأثير الميداني ببعض المزايا مقارنة بالمرحل، مثل:

• متانة كبيرة. في كثير من الأحيان، تفشل المرحلات بسبب وجود أجزاء متحركة ميكانيكيا، ولكن الترانزستور في ظل ظروف التشغيل المناسبة له عمر خدمة أطول بكثير.
• اقتصادية. يستهلك ملف التتابع تيارًا كبيرًا في بعض الأحيان. بوابة الترانزستور تستهلك التيار فقط عندما يتم تطبيق الجهد عليها، ثم لا تستهلك أي تيار تقريبًا.
• لا توجد نقرات عند التبديل.

مخطط

يتم عرض دائرة التبديل لترانزستور التأثير الميداني أدناه:

المقاوم R1 فيه يحد من التيار، وهو ضروري لتقليل التيار الذي تستهلكه البوابة في لحظة الفتح، وبدونه قد يفشل الترانزستور. يمكن تغيير قيمة هذه المقاومة بسهولة ضمن نطاق واسع، من 10 إلى 100 أوم، ولن يؤثر ذلك على عمل الدائرة.

يقوم المقاوم R2 بسحب البوابة إلى المصدر، وبالتالي مساواة جهودها عند عدم تطبيق أي جهد على البوابة. وبدون ذلك، ستبقى البوابة "معلقة في الهواء" ولا يمكن ضمان إغلاق الترانزستور. يمكن أيضًا تغيير قيمة هذا المقاوم ضمن نطاق واسع - من 1 إلى 10 كيلو أوم.

الترانزستور T1 هو ترانزستور ذو تأثير مجالي على شكل قناة N. يجب تحديده بناءً على الطاقة التي يستهلكها الحمل وقيمة جهد التحكم. إذا كان أقل من 7 فولت، فيجب أن تأخذ ما يسمى بترانزستور التأثير الميداني "المنطقي"، والذي يفتح بشكل موثوق من جهد 3.3 - 5 فولت. يمكن العثور عليها على اللوحات الأم للكمبيوتر. إذا كان جهد التحكم في حدود 7-15 فولت، فيمكنك أن تأخذ ترانزستور تأثير المجال "العادي"، على سبيل المثال، IRF630، IRF730، IRF540 أو أي ترانزستور آخر مماثل.في هذه الحالة، يجب الانتباه إلى خاصية مثل مقاومة القناة المفتوحة. الترانزستورات ليست مثالية، وحتى في الحالة المفتوحة، فإن مقاومة تقاطع مصدر الصرف ليست صفرًا. في أغلب الأحيان يصل إلى مئات من الأوم، وهو ليس بالغ الأهمية على الإطلاق عند تبديل حمل منخفض الطاقة، ولكنه مهم جدًا عند التيارات العالية. لذلك، من أجل تقليل انخفاض الجهد عبر الترانزستور، وبالتالي تقليل تسخينه، تحتاج إلى اختيار الترانزستور مع أدنى مقاومة للقناة المفتوحة.

"N" في الرسم البياني - أي حمولة.

عيب مفتاح الترانزستور هو أنه لا يمكن أن يعمل إلا في دوائر التيار المستمر، لأن التيار يتدفق فقط من المصرف إلى المصدر.

صنع مفتاح ترانزستور ذو تأثير ميداني

من الممكن تجميع مثل هذه الدائرة البسيطة باستخدام التثبيت السطحي، لكنني قررت إنشاء لوحة دوائر مطبوعة مصغرة باستخدام تقنية الليزر والحديد (LUT). الإجراء هو كما يلي:

1) قم بقطع قطعة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تناسب أبعاد تصميم لوحة الدوائر المطبوعة، ثم قم بتنظيفها باستخدام ورق الصنفرة الناعم وإزالة الشحوم منها باستخدام الكحول أو المذيبات.

2) نقوم بطباعة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة على ورق نقل حراري خاص. يمكنك استخدام ورق المجلات اللامع أو ورق البحث عن المفقودين. يجب ضبط كثافة الحبر في الطابعة على الحد الأقصى.

3) انقل التصميم من الورق إلى القماش باستخدام المكواة. في هذه الحالة، يجب عليك التأكد من أن الورقة ذات التصميم لا تتحرك بالنسبة للنسيج. يعتمد وقت التسخين على درجة حرارة المكواة ويتراوح من 30 إلى 90 ثانية.

4) ونتيجة لذلك، تظهر صورة معكوسة للمسارات على PCB. إذا لم يلتصق التونر جيدًا باللوحة المستقبلية في بعض الأماكن، فيمكنك تصحيح العيوب باستخدام طلاء الأظافر النسائي.

5) بعد ذلك، نضع القماش المراد حفره.هناك طرق عديدة لصنع محلول النقش، أستخدم خليطًا من حامض الستريك والملح وبيروكسيد الهيدروجين.

بعد الحفر يأخذ اللوح هذا الشكل:

6) ثم تحتاج إلى إزالة مسحوق الحبر من لوحة PCB، وأسهل طريقة للقيام بذلك هي باستخدام مزيل طلاء الأظافر. يمكنك استخدام الأسيتون والمذيبات الأخرى المشابهة، فقد استخدمت المذيب البترولي.

اللوحة جاهزة للحام الأجزاء فيها. ما عليك سوى مقاومتين وترانزستور.

تحتوي اللوحة على جهتي اتصال لتزويد جهد التحكم، وجهتي اتصال لتوصيل المصدر الذي يزود الحمل بالطاقة، وجهتي اتصال لتوصيل الحمل نفسه. تبدو اللوحة ذات الأجزاء الملحومة كما يلي:

كحمل لاختبار تشغيل الدائرة، أخذت مقاومتين قويتين بقوة 100 أوم متصلتين بالتوازي.

أخطط لاستخدام الجهاز مع مستشعر الرطوبة (اللوحة في الخلفية). ومن هنا يتم توفير جهد التحكم البالغ 12 فولت للدائرة الرئيسية. أظهرت الاختبارات أن مفتاح الترانزستور يعمل بشكل مثالي، حيث يوفر الجهد للحمل. كان انخفاض الجهد عبر الترانزستور 0.07 فولت، وهو في هذه الحالة ليس بالغ الأهمية على الإطلاق. لا يسخن الترانزستور حتى مع التشغيل المستمر للدائرة. بناء سعيد!