Alan etkili transistör anahtarı

Belki elektronikten uzak bir kişi bile röle diye bir unsurun olduğunu duymuştur. En basit elektromanyetik röle bir elektromıknatıs içerir, ona voltaj uygulandığında diğer iki kontak kapanır. Bir rölenin yardımıyla, kontrol kontaklarından voltajı çıkararak oldukça güçlü bir yükü uygulayarak veya tam tersi şekilde değiştirebiliriz. En yaygın olanı 12 volttan kontrol edilen rölelerdir. Ayrıca 3, 5, 24 volt gerilimler için röleler de bulunmaktadır.

Ancak güçlü bir yükü yalnızca bir röle yardımıyla değiştiremezsiniz. Son zamanlarda yüksek güçlü alan etkili transistörler yaygınlaştı. Ana amaçlarından biri anahtar modunda çalışmaktır, yani. Tahliye-Kaynak bağlantısının direnci neredeyse sıfır olduğunda transistör ya kapalıdır ya da tamamen açıktır. Geçide kaynağına göre voltaj uygulayarak alan etkili bir transistörü açabilirsiniz. Alan etkili transistördeki bir anahtarın çalışmasını bir rölenin çalışmasıyla karşılaştırabilirsiniz - kapıya voltaj uygulanır, transistör açılır ve devre kapanır. Kapıdan voltaj kaldırıldı - devre açıldı, yükün enerjisi kesildi.

Bu durumda alan etkili transistör anahtarının röleye göre bazı avantajları vardır:

• Mükemmel dayanıklılık. Çoğu zaman, mekanik olarak hareket eden parçaların varlığı nedeniyle röleler arızalanır, ancak doğru çalışma koşullarında bir transistörün servis ömrü çok daha uzundur.
• Ekonomik. Röle sargısı, bazen oldukça önemli miktarda akım tüketir. Transistörün kapısı yalnızca kendisine voltaj uygulandığında akım tüketir, daha sonra neredeyse hiç akım tüketmez.
• Geçiş yaparken tıklama yok.

Şema

Alan etkili transistörün anahtar devresi aşağıda sunulmuştur:

İçindeki direnç R1 akım sınırlayıcıdır, açılma anında kapı tarafından tüketilen akımı azaltmak için gereklidir, onsuz transistör arızalanabilir. Bu direncin değeri 10'dan 100 Ohm'a kadar geniş bir aralıkta kolaylıkla değiştirilebilir, bu devrenin çalışmasını etkilemez.

Direnç R2, kapıyı kaynağa çeker, böylece kapıya voltaj uygulanmadığında potansiyellerini eşitler. Bu olmadan kapı "havada asılı" kalacak ve transistörün kapanması garanti edilemez. Bu direncin değeri de 1 ila 10 kOhm arasında geniş bir aralıkta değiştirilebilir.

Transistör T1, N-kanallı alan etkili bir transistördür. Yükün tükettiği güce ve kontrol voltajının değerine göre seçilmelidir. 7 volttan azsa, 3,3 - 5 volt voltajdan güvenilir bir şekilde açılan sözde "mantıksal" alan etkili transistörü almalısınız. Bilgisayar anakartlarında bulunabilirler. Kontrol voltajı 7-15 volt aralığındaysa, "normal" bir alan etkili transistör, örneğin IRF630, IRF730, IRF540 veya benzeri olanları alabilirsiniz.Bu durumda açık kanal direnci gibi bir özelliğe dikkat etmelisiniz. Transistörler ideal değildir ve açık durumda bile Drain-Source bağlantısının direnci sıfır değildir. Çoğu zaman bu, düşük güçlü bir yükü değiştirirken hiç de kritik olmayan, ancak yüksek akımlarda çok önemli olan bir Ohm'un yüzde biri kadardır. Bu nedenle, transistördeki voltaj düşüşünü azaltmak ve buna bağlı olarak ısınmasını azaltmak için, en düşük açık kanal direncine sahip bir transistör seçmeniz gerekir.

Diyagramdaki “N” – herhangi bir yük.

Transistörlü anahtarın dezavantajı yalnızca DC devrelerde çalışabilmesidir, çünkü akım yalnızca Drain'den Source'a doğru akar.

Alan etkili transistör anahtarı yapma

Bu kadar basit bir devreyi yüzeye montaj kullanarak monte etmek mümkün ama ben lazer-demir teknolojisini (LUT) kullanarak minyatür bir baskılı devre kartı yapmaya karar verdim. Prosedür aşağıdaki gibidir:

1) Baskılı devre kartı tasarımının boyutlarına uygun bir PCB parçasını kesin, ince zımpara kağıdıyla temizleyin ve alkol veya solventle yağdan arındırın.

2) Baskılı devre kartının tasarımını özel termal transfer kağıdına basıyoruz. Parlak dergi kağıdı veya aydınger kağıdı kullanabilirsiniz. Yazıcıdaki toner yoğunluğu maksimuma ayarlanmalıdır.

3) Bir demir kullanarak tasarımı kağıttan tekstüre aktarın. Bu durumda desenli kağıdın textolite göre hareket etmediğinden emin olmalısınız. Isıtma süresi ütünün sıcaklığına bağlıdır ve 30 ila 90 saniye arasında değişir.

4) Sonuç olarak PCB üzerinde izlerin ayna görüntüsü belirir. Toner bazı yerlerde gelecekteki tahtaya iyi yapışmıyorsa, kadın oje kullanarak kusurları düzeltebilirsiniz.

5) Daha sonra, kazınacak textoliti koyuyoruz.Aşındırma çözeltisi hazırlamanın birçok yolu vardır; sitrik asit, tuz ve hidrojen peroksit karışımı kullanıyorum.

Aşındırma işleminden sonra tahta şu formu alır:

6) Daha sonra toneri PCB'den çıkarmanız gerekir, bunu yapmanın en kolay yolu oje çıkarıcıdır. Aseton ve benzeri solventleri kullanabilirsiniz, ben petrol solventi kullandım.

Kart, üzerine lehimlenecek parçalar için hazırdır. Yalnızca iki direnç ve bir transistöre ihtiyacınız var.

Kartta kontrol voltajı sağlamak için iki kontak, yüke güç veren kaynağı bağlamak için iki kontak ve yükün kendisini bağlamak için iki kontak bulunur. Lehimli parçalara sahip kart şuna benzer:

Devrenin çalışmasını test etmek için bir yük olarak paralel bağlı iki adet 100 Ohm'luk güçlü direnç aldım.

Cihazı bir nem sensörüyle (arka planda kart) birlikte kullanmayı planlıyorum. Bundan dolayı anahtar devresine 12 voltluk kontrol voltajı sağlanır. Testler, transistör anahtarının mükemmel çalıştığını ve yüke voltaj sağladığını göstermiştir. Transistördeki voltaj düşüşü 0,07 volttu ve bu durumda bu hiç de kritik değil. Devrenin sürekli çalışmasında bile transistör ısınmıyor. Mutlu yapı!