Lauka efekta tranzistora atslēga
Varbūt pat cilvēks, kas ir tālu no elektronikas, ir dzirdējis, ka ir tāds elements kā relejs. Vienkāršākais elektromagnētiskais relejs satur elektromagnētu, kad tam tiek pielikts spriegums, tiek aizvērti divi citi kontakti. Ar releja palīdzību varam pārslēgt diezgan jaudīgu slodzi, pieliekot vai otrādi, noņemot spriegumu no vadības kontaktiem. Visizplatītākie ir releji, kas tiek vadīti no 12 voltiem. Ir arī releji 3, 5, 24 voltu spriegumam.
Taču jaudīgu slodzi var pārslēgt ne tikai ar releja palīdzību. Nesen lieljaudas lauka efekta tranzistori ir kļuvuši plaši izplatīti. Viens no to galvenajiem mērķiem ir darboties taustiņu režīmā, t.i. tranzistors ir aizvērts vai pilnībā atvērts, kad Drain-Source savienojuma pretestība ir praktiski nulle. Lauka tranzistoru var atvērt, pieliekot vārtiem spriegumu attiecībā pret tā avotu. Jūs varat salīdzināt lauka tranzistora slēdža darbību ar releja darbību - vārtiem tiek pievienots spriegums, tranzistors atveras un ķēde aizveras. No vārtiem tika noņemts spriegums - ķēde tika atvērta, slodze tika atvienota.
Šajā gadījumā lauka efekta tranzistora slēdzim ir dažas priekšrocības salīdzinājumā ar releju, piemēram:
- Lieliska izturība. Diezgan bieži releji neizdodas mehāniski kustīgu detaļu klātbūtnes dēļ, bet tranzistoram pareizos darbības apstākļos ir daudz ilgāks kalpošanas laiks.
- Ekonomisks. Releja tinums patērē strāvu, dažreiz diezgan ievērojamu. Tranzistora vārti patērē strāvu tikai tad, kad uz tiem tiek pielikts spriegums, tad tas praktiski nepatērē strāvu.
- Pārslēdzoties, nav klikšķu.
Shēma
Lauka efekta tranzistora slēdža ķēde ir parādīta zemāk:
Tajā esošais rezistors R1 ir strāvu ierobežojošs, tas ir nepieciešams, lai samazinātu vārtu patērēto strāvu atvēršanas brīdī, bez tā tranzistors var neizdoties. Šī rezistora vērtību var viegli mainīt plašā diapazonā no 10 līdz 100 omiem, tas neietekmēs ķēdes darbību.
Rezistors R2 velk vārtus uz avotu, tādējādi izlīdzinot to potenciālu, kad vārtiem netiek pievadīts spriegums. Bez tā vārti paliks “karājās gaisā”, un nevar garantēt, ka tranzistors aizvērsies. Arī šī rezistora vērtību var mainīt plašā diapazonā - no 1 līdz 10 kOhm.
Tranzistors T1 ir N-kanālu lauka efekta tranzistors. Tas jāizvēlas, pamatojoties uz slodzes patērēto jaudu un vadības sprieguma vērtību. Ja tas ir mazāks par 7 voltiem, jums vajadzētu ņemt tā saukto “loģisko” lauka efekta tranzistoru, kas droši atveras no 3,3–5 voltu sprieguma. Tos var atrast datoru mātesplatēs. Ja vadības spriegums ir 7-15 voltu diapazonā, varat ņemt “parastu” lauka efekta tranzistoru, piemēram, IRF630, IRF730, IRF540 vai jebkuru citu līdzīgu.Šajā gadījumā jums vajadzētu pievērst uzmanību tādai īpašībai kā atvērtā kanāla pretestība. Tranzistori nav ideāli, un pat atvērtā stāvoklī Drain-Source krustojuma pretestība nav nulle. Visbiežāk tas ir omu simtdaļās, kas nebūt nav kritisks, pārslēdzot mazjaudas slodzi, bet ir ļoti nozīmīgs pie lielām strāvām. Tāpēc, lai samazinātu sprieguma kritumu tranzistorā un attiecīgi samazinātu tā sildīšanu, jums jāizvēlas tranzistors ar viszemāko atvērtā kanāla pretestību.
“N” diagrammā – jebkura slodze.
Tranzistora slēdža trūkums ir tāds, ka tas var darboties tikai līdzstrāvas ķēdēs, jo strāva plūst tikai no Drain uz avotu.
Lauka efekta tranzistora slēdža izgatavošana
Ir iespējams salikt šādu vienkāršu shēmu, izmantojot virsmas montāžu, bet es nolēmu izgatavot miniatūru iespiedshēmas plati, izmantojot lāzera-dzelzs tehnoloģiju (LUT). Procedūra ir šāda:
1) Izgrieziet PCB gabalu, kas atbilst iespiedshēmas plates dizaina izmēriem, notīriet to ar smalku smilšpapīru un attaukojiet ar spirtu vai šķīdinātāju.
2) Drukājam iespiedshēmas plates dizainu uz speciāla termopārneses papīra. Varat izmantot glancētu žurnālpapīru vai izsekošanas papīru. Printera tonera blīvumam jābūt iestatītam uz maksimālo.
3) Izmantojot gludekli, pārnesiet dizainu no papīra uz tekstolītu. Šajā gadījumā jums jānodrošina, lai papīrs ar dizainu nepārvietotos attiecībā pret tekstolītu. Uzkarsēšanas laiks ir atkarīgs no gludekļa temperatūras un svārstās no 30 līdz 90 sekundēm.
4) Rezultātā uz PCB parādās celiņu spoguļattēls. Ja dažās vietās toneris slikti pielīp pie topošā dēļa, jūs varat izlabot trūkumus, izmantojot sieviešu nagu laku.
5) Tālāk liekam iegravēto tekstolītu.Ir daudz veidu, kā pagatavot kodināšanas šķīdumu, es izmantoju citronskābes, sāls un ūdeņraža peroksīda maisījumu.
Pēc kodināšanas tāfele iegūst šādu formu:
6) Pēc tam jānoņem toneris no PCB, visvieglāk to izdarīt ar nagu lakas noņēmēju. Jūs varat izmantot acetonu un citus līdzīgus šķīdinātājus; es izmantoju naftas šķīdinātāju.
Plāksne ir gatava daļu lodēšanai tajā. Jums ir nepieciešami tikai divi rezistori un tranzistors.
Platē ir divi kontakti vadības sprieguma padevei, divi kontakti slodzes barošanas avota pievienošanai un divi kontakti pašas slodzes pievienošanai. Plāksne ar lodētām daļām izskatās šādi:
Kā slodzi, lai pārbaudītu ķēdes darbību, es paņēmu divus jaudīgus 100 omu rezistorus, kas savienoti paralēli.
Ierīci plānoju izmantot kopā ar mitruma sensoru (fona panelis). Tieši no tā atslēgas ķēdei tiek piegādāts vadības spriegums 12 volti. Pārbaudes parādīja, ka tranzistora slēdzis darbojas nevainojami, piegādājot slodzei spriegumu. Sprieguma kritums tranzistorā bija 0,07 volti, kas šajā gadījumā nebūt nav kritisks. Tranzistors nesasilst pat ar pastāvīgu ķēdes darbību. Laimīgu būvniecību!
