Транзисторски кључ са ефектом поља

Можда је чак и особа далеко од електронике чула да постоји такав елемент као што је релеј. Најједноставнији електромагнетни релеј садржи електромагнет, када се на њега примени напон, два друга контакта су затворена. Уз помоћ релеја, можемо пребацити прилично снажно оптерећење, примењујући или обрнуто, уклањајући напон са контролних контаката. Најраспрострањенији су релеји који се контролишу од 12 волти. Постоје и релеји за напоне од 3, 5, 24 волта.

Међутим, моћно оптерећење можете пребацити не само уз помоћ релеја. Недавно су транзистори са ефектом поља велике снаге постали широко распрострањени. Једна од њихових основних намена је рад у кључном режиму, тј. транзистор је или затворен или потпуно отворен када је отпор споја Драин-Соурце практично нула. Можете отворити транзистор са ефектом поља применом напона на капију у односу на њен извор. Можете упоредити рад прекидача на транзистору са ефектом поља са радом релеја - напон се примењује на капију, транзистор се отвара, а коло се затвара. Напон је уклоњен са капије - коло је отворено, оптерећење је без напона.

У овом случају, транзисторски прекидач са ефектом поља има неке предности у односу на релеј, као што су:

• Велика издржљивост. Врло често релеји покваре због присуства механички покретних делова, али транзистор под правим радним условима има много дужи радни век.
• Економичан. Намотај релеја троши струју, понекад прилично значајну. Капија транзистора троши струју само када се на њу примени напон, тада практично не троши струју.
• Нема кликова приликом пребацивања.

Шема

Преклопни круг за транзистор са ефектом поља је представљен у наставку:

Отпорник Р1 у њему је ограничавајући струју; потребан је како би се смањила струја коју троше капија у тренутку отварања; без њега транзистор може пропасти. Вредност овог отпорника може се лако променити у широком опсегу, од 10 до 100 Охма, што неће утицати на рад кола.

Отпорник Р2 повлачи капију ка извору, чиме се изједначавају њихови потенцијали када се на капији не примени напон. Без тога, капија ће остати „висећа у ваздуху“ и не може се гарантовати да ће се транзистор затворити. Вредност овог отпорника се такође може променити у широком опсегу - од 1 до 10 кОхм.

Транзистор Т1 је Н-канални транзистор са ефектом поља. Мора се изабрати на основу снаге коју троши оптерећење и вредности контролног напона. Ако је мањи од 7 волти, требало би да узмете такозвани "логички" транзистор са ефектом поља, који се поуздано отвара од напона од 3,3 - 5 волти. Могу се наћи на матичним плочама рачунара. Ако је контролни напон у опсегу од 7-15 волти, можете узети "обичан" транзистор са ефектом поља, на пример, ИРФ630, ИРФ730, ИРФ540 или било који други сличан.У овом случају треба обратити пажњу на такву карактеристику као што је отпор отвореног канала. Транзистори нису идеални, па чак и у отвореном стању отпор споја Драин-Соурце није нула. Најчешће износи стоти део ома, што уопште није критично када се пребацује оптерећење мале снаге, али је веома значајно при великим струјама. Стога, да бисте смањили пад напона на транзистору и, сходно томе, смањили његово загревање, потребно је да изаберете транзистор са најмањим отпором отвореног канала.

„Н“ на дијаграму – било које оптерећење.

Недостатак транзисторског прекидача је у томе што може да ради само у ДЦ колима, јер струја тече само од Драин до Соурце.

Израда транзисторског прекидача са ефектом поља

Могуће је саставити тако једноставно коло помоћу површинске монтаже, али сам одлучио да направим минијатурну штампану плочу користећи ласерско-гвоздену технологију (ЛУТ). Процедура је следећа:

1) Изрежите комад ПЦБ-а који одговара димензијама дизајна штампане плоче, очистите га финим брусним папиром и одмастите алкохолом или растварачем.

2) Штампамо дизајн штампане плоче на специјалном термо трансфер папиру. Можете користити сјајни папир за часописе или паус папир. Густина тонера на штампачу треба да буде подешена на максимум.

3) Пренесите дизајн са папира на текстолит помоћу пегле. У овом случају, требало би да обезбедите да се папир са дизајном не помера у односу на текстолит. Време загревања зависи од температуре пегле и креће се од 30 до 90 секунди.

4) Као резултат, на ПЦБ-у се појављује зрцална слика стаза. Ако се тонер на неким местима не држи добро за будућу плочу, недостатке можете исправити помоћу женског лака за нокте.

5) Затим стављамо текстолит за гравирање.Постоји много начина да се направи раствор за јеткање, користим мешавину лимунске киселине, соли и водоник-пероксида.

Након гравирања, плоча поприма овај облик:

6) Затим морате уклонити тонер са ПЦБ-а, најлакши начин да то урадите је средством за уклањање лака за нокте. Можете користити ацетон и друге сличне раствараче; ја сам користио нафтни растварач.

Плоча је спремна за делове за лемљење у њу. Потребна су вам само два отпорника и транзистор.

Плоча има два контакта за напајање управљачког напона, два контакта за повезивање извора који напаја оптерећење и два контакта за повезивање самог оптерећења. Плоча са залемљеним деловима изгледа овако:

Као оптерећење за тестирање рада кола, узео сам два моћна отпорника од 100 Охма повезана паралелно.

Планирам да користим уређај у комбинацији са сензором влажности (плоча у позадини). Из тога се управљачки напон од 12 волти напаја у кључно коло. Тестови су показали да транзисторски прекидач ради савршено, испоручујући напон на оптерећење. Пад напона на транзистору био је 0,07 волти, што у овом случају није нимало критично. Транзистор се не загрева чак и уз константан рад кола. Срећна градња!