Prekidač tranzistora s efektom polja

Možda je čak i osoba daleko od elektronike čula da postoji takav element kao što je relej. Najjednostavniji elektromagnetski relej sadrži elektromagnet, kada se na njega primijeni napon, dva druga kontakta su zatvorena. Uz pomoć releja možemo prebaciti prilično snažno opterećenje, primjenjujući ili obrnuto, uklanjajući napon s upravljačkih kontakata. Najrasprostranjeniji su releji upravljani od 12 volti. Postoje i releji za napone od 3, 5, 24 volta.

Međutim, možete prebaciti snažno opterećenje ne samo uz pomoć releja. Nedavno su tranzistori s efektom polja velike snage postali široko rasprostranjeni. Jedna od njihovih glavnih svrha je rad u ključnom načinu rada, tj. tranzistor je ili zatvoren ili potpuno otvoren kada je otpor spoja Drain-Source praktički jednak nuli. Tranzistor s efektom polja možete otvoriti primjenom napona na vrata u odnosu na njegov izvor. Rad sklopke na tranzistoru s efektom polja možete usporediti s radom releja - napon se dovodi na vrata, tranzistor se otvara, a strujni krug zatvara. Napon je uklonjen s vrata - krug je otvoren, opterećenje je isključeno.

U ovom slučaju tranzistorski prekidač s efektom polja ima neke prednosti u odnosu na relej, kao što su:

• Velika postojanost. Vrlo često releji kvare zbog prisutnosti mehanički pomičnih dijelova, ali tranzistor pod pravim radnim uvjetima ima mnogo duži vijek trajanja.
• Ekonomičan. Namotaj releja troši struju, ponekad prilično značajnu. Vrata tranzistora troše struju samo kada je napon doveden na njega, tada praktički ne troši struju.
• Nema klikova prilikom prebacivanja.

Shema

Krug sklopke za tranzistor s efektom polja prikazan je u nastavku:

Otpornik R1 u njemu ograničava struju; potreban je kako bi se smanjila struja koju troše vrata u trenutku otvaranja; bez njega tranzistor može propasti. Vrijednost ovog otpornika može se lako promijeniti u širokom rasponu, od 10 do 100 Ohma, to neće utjecati na rad kruga.

Otpornik R2 povlači vrata prema izvoru, čime se izjednačavaju njihovi potencijali kada na vrata nema napona. Bez toga, vrata će ostati "visjeti u zraku" i ne može se jamčiti da će se tranzistor zatvoriti. Vrijednost ovog otpornika također se može mijenjati u širokom rasponu - od 1 do 10 kOhm.

Tranzistor T1 je N-kanalni tranzistor s efektom polja. Mora se odabrati na temelju snage koju troši opterećenje i vrijednosti upravljačkog napona. Ako je manji od 7 volti, trebali biste uzeti takozvani "logički" tranzistor s efektom polja, koji se pouzdano otvara od napona od 3,3 - 5 volti. Mogu se naći na matičnim pločama računala. Ako je upravljački napon u rasponu od 7-15 volti, možete uzeti "obični" tranzistor s efektom polja, na primjer, IRF630, IRF730, IRF540 ili bilo koji drugi sličan.U ovom slučaju, trebali biste obratiti pozornost na takvu karakteristiku kao otpor otvorenog kanala. Tranzistori nisu idealni, a čak ni u otvorenom stanju, otpor spoja Drain-Source nije jednak nuli. Najčešće iznosi stotinke Ohma, što uopće nije kritično pri prebacivanju opterećenja male snage, ali je vrlo značajno pri velikim strujama. Stoga, kako biste smanjili pad napona na tranzistoru i, prema tome, smanjili njegovo zagrijavanje, trebate odabrati tranzistor s najmanjim otporom otvorenog kanala.

"N" u dijagramu - bilo koje opterećenje.

Nedostatak tranzistorske sklopke je što može raditi samo u istosmjernim krugovima, jer struja teče samo od odvoda do izvora.

Izrada tranzistorske sklopke s efektom polja

Moguće je sastaviti tako jednostavan strujni krug pomoću površinske montaže, ali sam odlučio napraviti minijaturnu tiskanu pločicu pomoću tehnologije laserskog željeza (LUT). Postupak je sljedeći:

1) Izrežite komad PCB-a koji odgovara dimenzijama dizajna tiskane ploče, očistite ga finim brusnim papirom i odmastite alkoholom ili otapalom.

2) Tiskamo dizajn tiskane pločice na posebnom termotransfer papiru. Možete koristiti sjajni papir za časopise ili paus papir. Gustoću tonera na pisaču treba postaviti na maksimalnu vrijednost.

3) Peglom prenesite dizajn s papira na tekstolit. U tom slučaju, trebali biste osigurati da se papir s dizajnom ne pomiče u odnosu na tekstolit. Vrijeme zagrijavanja ovisi o temperaturi glačala i kreće se od 30 do 90 sekundi.

4) Kao rezultat toga, na PCB-u se pojavljuje zrcalna slika staza. Ako se toner na nekim mjestima ne lijepi dobro za buduću ploču, nedostatke možete ispraviti ženskim lakom za nokte.

5) Zatim stavljamo tekstolit za graviranje.Postoji mnogo načina za izradu otopine za jetkanje, ja koristim mješavinu limunske kiseline, soli i vodikovog peroksida.

Nakon jetkanja ploča poprima ovaj oblik:

6) Zatim morate ukloniti toner s PCB-a, najlakši način da to učinite je s odstranjivačem laka za nokte. Možete koristiti aceton i druga slična otapala; ja sam koristio petrolejsko otapalo.

Ploča je spremna za dijelove koji se u nju leme. Potrebna su vam samo dva otpornika i tranzistor.

Ploča ima dva kontakta za dovod upravljačkog napona, dva kontakta za spajanje izvora koji napaja trošilo i dva kontakta za spajanje samog trošila. Ploča sa zalemljenim dijelovima izgleda ovako:

Kao opterećenje za testiranje rada kruga uzeo sam dva moćna otpornika od 100 Ohma spojena paralelno.

Planiram koristiti uređaj u kombinaciji sa senzorom vlažnosti (ploča u pozadini). Iz toga se upravljački napon od 12 volti dovodi u krug ključa. Ispitivanja su pokazala da tranzistorski prekidač radi savršeno, opskrbljujući napon teretu. Pad napona na tranzistoru bio je 0,07 volti, što u ovom slučaju uopće nije kritično. Tranzistor se ne zagrijava čak ni uz stalni rad kruga. Sretna gradnja!