Interruptor de transistor d'efecte de camp

Potser fins i tot una persona lluny de l'electrònica ha sentit que hi ha un element com un relé. El relé electromagnètic més senzill conté un electroimant, quan se li aplica tensió, es tanquen altres dos contactes. Amb l'ajuda d'un relé, podem canviar una càrrega bastant potent, aplicant o viceversa, eliminant tensió dels contactes de control. Els més estesos són els relés controlats des de 12 volts. També hi ha relés per a tensions de 3, 5, 24 volts.

Tanmateix, podeu canviar una càrrega potent no només amb l'ajuda d'un relé. Recentment, els transistors d'efecte de camp d'alta potència s'han generalitzat. Un dels seus propòsits principals és operar en mode clau, és a dir. el transistor està tancat o completament obert quan la resistència de la unió drenatge-font és pràcticament nul·la. Podeu obrir un transistor d'efecte de camp aplicant tensió a la porta en relació a la seva font. Podeu comparar el funcionament d'un interruptor en un transistor d'efecte de camp amb el funcionament d'un relé: s'aplica tensió a la porta, el transistor s'obre i el circuit es tanca. Es va eliminar la tensió de la porta: es va obrir el circuit, es va desactivar la càrrega.

En aquest cas, un interruptor de transistor d'efecte de camp té alguns avantatges sobre un relé, com ara:

• Gran durabilitat. Molt sovint, els relés fallen a causa de la presència de peces mòbils mecànicament, però un transistor en condicions de funcionament adequades té una vida útil molt més llarga.
• Econòmic. El bobinatge del relé consumeix corrent, de vegades força important. La porta del transistor consumeix corrent només quan s'aplica tensió, i llavors pràcticament no consumeix corrent.
• Sense clics en canviar.

Esquema

El circuit de commutació per al transistor d'efecte de camp es presenta a continuació:

La resistència R1 que hi ha limita el corrent; és necessària per reduir el corrent consumit per la porta en el moment de l'obertura; sense ella, el transistor pot fallar. El valor d'aquesta resistència es pot canviar fàcilment dins d'un ampli rang, de 10 a 100 ohms, això no afectarà el funcionament del circuit.

La resistència R2 atrau la porta cap a la font, igualant així els seus potencials quan no s'aplica cap tensió a la porta. Sense ell, la porta romandrà "penjada a l'aire" i no es pot garantir que el transistor es tanqui. El valor d'aquesta resistència també es pot canviar dins d'un ampli rang: d'1 a 10 kOhm.

El transistor T1 és un transistor d'efecte de camp de canal N. S'ha de seleccionar en funció de la potència consumida per la càrrega i el valor de la tensió de control. Si és inferior a 7 volts, hauríeu de prendre un transistor d'efecte de camp anomenat "lògic", que s'obre de manera fiable des d'una tensió de 3,3 a 5 volts. Es poden trobar a les plaques base d'ordinadors. Si la tensió de control està en el rang de 7-15 volts, podeu prendre un transistor d'efecte de camp "normal", per exemple, IRF630, IRF730, IRF540 o qualsevol altre similar.En aquest cas, hauríeu de prestar atenció a una característica com la resistència del canal obert. Els transistors no són ideals, i fins i tot en estat obert, la resistència de la unió drenatge-font no és zero. La majoria de vegades ascendeix a centèsimes d'ohm, que no és gens crític quan es canvia una càrrega de baixa potència, però és molt important amb corrents elevats. Per tant, per reduir la caiguda de tensió a través del transistor i, en conseqüència, reduir el seu escalfament, cal triar un transistor amb la resistència de canal obert més baixa.

"N" al diagrama: qualsevol càrrega.

El desavantatge d'un interruptor de transistor és que només pot funcionar en circuits de corrent continu, perquè el corrent només flueix del drenatge a la font.

Fer un interruptor de transistor d'efecte de camp

És possible muntar un circuit tan senzill mitjançant un muntatge superficial, però vaig decidir fer una placa de circuit imprès en miniatura amb tecnologia làser-ferro (LUT). El procediment és el següent:

1) Retalleu un tros de PCB que s'ajusti a les dimensions del disseny de la placa de circuit imprès, netegeu-lo amb paper de vidre fi i desgreixeu-lo amb alcohol o dissolvent.

2) Imprimim el disseny de la placa de circuit imprès en paper de transferència tèrmica especial. Podeu utilitzar paper de revista brillant o paper de calc. La densitat del tòner a la impressora s'ha d'establir al màxim.

3) Transferiu el disseny del paper al textolita amb una planxa. En aquest cas, hauríeu d'assegurar-vos que el paper amb el disseny no es mogui en relació amb el textolita. El temps d'escalfament depèn de la temperatura de la planxa i oscil·la entre 30 i 90 segons.

4) Com a resultat, apareix una imatge mirall de les pistes a la PCB. Si el tòner no s'adhereix bé al tauler futur en alguns llocs, podeu corregir els defectes amb esmalt d'ungles de dona.

5) A continuació, posem el textolita a gravar.Hi ha moltes maneres de fer una solució de gravat, faig servir una barreja d'àcid cítric, sal i peròxid d'hidrogen.

Després del gravat, la pissarra pren aquesta forma:

6) Aleshores, heu de treure el tòner de la PCB, la manera més fàcil de fer-ho és amb un removedor d'esmalt d'ungles. Podeu utilitzar acetona i altres dissolvents similars; vaig utilitzar dissolvent de petroli.

El tauler està llest perquè les peces s'hi soldin. Només necessiteu dues resistències i un transistor.

La placa té dos contactes per subministrar tensió de control, dos contactes per connectar la font que alimenta la càrrega i dos contactes per connectar la càrrega en si. El tauler amb peces soldades té aquest aspecte:

Com a càrrega per provar el funcionament del circuit, vaig agafar dues potents resistències de 100 ohms connectades en paral·lel.

Penso utilitzar el dispositiu juntament amb un sensor d'humitat (tauler al fons). És a partir d'això que es subministra la tensió de control de 12 volts al circuit de la clau. Les proves han demostrat que l'interruptor del transistor funciona perfectament, subministrant tensió a la càrrega. La caiguda de tensió a través del transistor va ser de 0,07 volts, cosa que en aquest cas no és gens crítica. El transistor no s'escalfa fins i tot amb un funcionament constant del circuit. Feliç construcció!