Fälteffekttransistornyckel

Kanske till och med en person långt ifrån elektronik har hört att det finns ett sådant element som ett relä. Det enklaste elektromagnetiska reläet innehåller en elektromagnet, när spänning appliceras på den är två andra kontakter stängda. Med hjälp av ett relä kan vi koppla om en ganska kraftfull belastning, applicera eller vice versa, ta bort spänningen från kontrollkontakterna. De mest utbredda är reläer som styrs från 12 volt. Det finns även reläer för spänningar på 3, 5, 24 volt.

Du kan dock byta en kraftfull last inte bara med hjälp av ett relä. På senare tid har högeffekts fälteffekttransistorer blivit utbredda. Ett av deras huvudsyfte är att verka i nyckelläge, d.v.s. transistorn är antingen stängd eller helt öppen när motståndet i Drain-Source-övergången är praktiskt taget noll. Du kan öppna en fälteffekttransistor genom att lägga spänning på grinden i förhållande till dess källa. Du kan jämföra driften av en omkopplare på en fälteffekttransistor med driften av ett relä - spänning appliceras på grinden, transistorn öppnas och kretsen stängs. Spänningen togs bort från grinden - kretsen öppnades, belastningen strömlös.

I det här fallet har en fälteffekttransistoromkopplare vissa fördelar jämfört med ett relä, till exempel:

• Stor hållbarhet. Ganska ofta misslyckas reläer på grund av närvaron av mekaniskt rörliga delar, men en transistor under rätt driftsförhållanden har en mycket längre livslängd.
• Ekonomisk. Relälindningen förbrukar ström, ibland ganska betydande. Transistorns gate förbrukar ström endast när spänning appliceras på den, då förbrukar den praktiskt taget ingen ström.
• Inga klickningar vid byte.

Schema

Switchkretsen för fälteffekttransistorn presenteras nedan:

Motståndet R1 i den är strömbegränsande; det behövs för att minska strömmen som förbrukas av grinden vid öppningsögonblicket; utan det kan transistorn misslyckas. Värdet på detta motstånd kan enkelt ändras inom ett brett intervall, från 10 till 100 ohm, detta kommer inte att påverka kretsens funktion.

Motstånd R2 drar grinden till källan och utjämnar därigenom deras potentialer när ingen spänning läggs på grinden. Utan den kommer porten att förbli "hängande i luften" och transistorn kan inte garanteras att stängas. Värdet på detta motstånd kan också ändras inom ett brett intervall - från 1 till 10 kOhm.

Transistor T1 är en N-kanals fälteffekttransistor. Den måste väljas baserat på den effekt som förbrukas av lasten och värdet på styrspänningen. Om den är mindre än 7 volt bör du ta en så kallad "logisk" fälteffekttransistor, som öppnar tillförlitligt från en spänning på 3,3 - 5 volt. De finns på datorns moderkort. Om styrspänningen är i intervallet 7-15 volt kan du ta en "vanlig" fälteffekttransistor, till exempel IRF630, IRF730, IRF540 eller någon annan liknande.I det här fallet bör du vara uppmärksam på en sådan egenskap som motståndet i den öppna kanalen. Transistorer är inte idealiska, och även i öppet tillstånd är motståndet i Drain-Source-övergången inte noll. Oftast uppgår det till hundradelar av ett Ohm, vilket inte alls är kritiskt när man byter en lågeffektlast, men är mycket signifikant vid höga strömmar. Därför, för att minska spänningsfallet över transistorn och följaktligen minska dess uppvärmning, måste du välja en transistor med det lägsta motståndet med öppen kanal.

"N" i diagrammet - valfri belastning.

Nackdelen med en transistoromkopplare är att den bara kan fungera i DC-kretsar, eftersom strömmen bara flyter från Drain till Source.

Att göra en fälteffekttransistoromkopplare

Det är möjligt att montera en så enkel krets med ytmontering, men jag bestämde mig för att göra ett miniatyrkretskort med laser-järnteknik (LUT). Proceduren är som följer:

1) Klipp ut en bit PCB som passar måtten på kretskortsdesignen, rengör den med fint sandpapper och avfetta den med alkohol eller lösningsmedel.

2) Vi skriver ut designen av det tryckta kretskortet på speciellt värmeöverföringspapper. Du kan använda glättat journalpapper eller kalkerpapper. Tonertätheten på skrivaren ska vara inställd på maximal.

3) Överför motivet från papper till textolite med ett strykjärn. I det här fallet bör du se till att papperet med designen inte rör sig i förhållande till textoliten. Uppvärmningstiden beror på strykjärnets temperatur och varierar från 30 till 90 sekunder.

4) Som ett resultat visas en spegelbild av spåren på PCB:n. Om tonern inte fäster bra på den framtida brädan på vissa ställen, kan du rätta till bristerna med hjälp av kvinnors nagellack.

5) Därefter lägger vi textoliten som ska etsas.Det finns många sätt att göra en etslösning, jag använder en blandning av citronsyra, salt och väteperoxid.

Efter etsning antar tavlan denna form:

6) Sedan behöver du ta bort tonern från PCB, det enklaste sättet att göra detta är med nagellackborttagare. Du kan använda aceton och andra liknande lösningsmedel, jag använde petroleumlösningsmedel.

Skivan är redo för delar som ska lödas in i den. Du behöver bara två motstånd och en transistor.

Kortet har två kontakter för matning av styrspänning, två kontakter för anslutning av källan som driver belastningen och två kontakter för anslutning av själva belastningen. Brädan med lödda delar ser ut så här:

Som en belastning för att testa kretsens funktion tog jag två kraftfulla 100 Ohm parallellkopplade motstånd.

Jag planerar att använda enheten tillsammans med en fuktighetssensor (tavla i bakgrunden). Det är från detta som styrspänningen på 12 volt tillförs nyckelkretsen. Tester har visat att transistoromkopplaren fungerar perfekt och levererar spänning till lasten. Spänningsfallet över transistorn var 0,07 volt, vilket i detta fall inte alls är kritiskt. Transistorn värms inte upp även med konstant drift av kretsen. Lycka till med bygget!