Šajā rakstā ir apspriesta mosfet izmantošana kā slēdzis, lai efektīvi pārslēgtu lielas strāvas slodzes. Ķēdi var arī pārveidot par aizkaves OFF ķēdi ar vienkāršām modifikācijām. Dizainu pieprasīja Roderels Masibajs.

Salīdzinot Mosfet ar BJT

Lauka efekta tranzistoru vai mosfetu var salīdzināt ar bjt vai parastajiem tranzistoriem, izņemot vienu būtisku atšķirību.

Mosfet ir no sprieguma atkarīga ierīce, atšķirībā no BJT, kas ir no strāvas atkarīgas ierīces, tas nozīmē, ka mosfet pilnībā ieslēgtos, reaģējot uz spriegumu virs 5V ar praktiski nulles strāvu pāri vārtiem un avotam, turpretī parastais tranzistors pieprasītu salīdzinoši lielāku strāvu ieslēgšana.

Turklāt šī strāvas prasība proporcionāli palielinās, palielinoties savienotajai slodzes strāvai visā tās kolektorā. No otras puses, Mosfets pārslēgtu jebkuru norādīto slodzi neatkarīgi no vārtu strāvas līmeņa, kuru var uzturēt pēc iespējas zemākā līmenī.

Kāpēc Mosfet ir labāks BJT

Vēl viena laba lieta par mosfet komutāciju ir tā, ka viņi pilnībā piedāvā ļoti zemu pretestību visā pašreizējā ceļā uz slodzi.

Turklāt mosfet neprasa pretestību vārtu iedarbināšanai, un to var tieši pārslēgt ar pieejamo barošanas spriegumu, ja tas nav pārāk aiz 12V atzīmes

Visas šīs īpašības, kas saistītas ar mosfetiem, padara to par skaidru uzvarētāju, salīdzinot ar BJT, it īpaši, ja to izmanto kā slēdzi tādu jaudīgu slodžu darbināšanai kā lielas strāvas kvēlspuldzes, halogēna lampas, motori, solenoīdi utt.

Kā šeit prasīts, mēs redzēsim, kā mosfet var izmantot kā slēdzi automašīnas tīrītāju sistēmas pārslēgšanai. Automašīnu tīrītāju motors patērē ievērojamu strāvas daudzumu, un to parasti pārslēdz caur bufera posmu, piemēram, relejiem, SSR utt. Tomēr releji var būt pakļauti nolietojumam, savukārt SSR var būt pārāk dārgi.

Mosfet izmantošana kā slēdzis

Vienkāršāka iespēja var būt mosfet slēdža veidā. Uzzināsim to pašu ķēdes detaļas.

Kā parādīts dotajā shēmā, mosfet veido galveno vadības ierīci, praktiski bez sarežģījumiem ap to.

Slēdzis pie tā vārtiem, ko var izmantot, lai ieslēgtu mosfet, un rezistors, lai saglabātu mosfet vārtu negatīvu loģiku, kad slēdzis ir OFF stāvoklī.

Nospiežot slēdzi, mosfet nodrošina nepieciešamo vārtu spriegumu attiecībā pret tā avotu, kas ir nulles potenciāls.

“kāda ir tranzistoru primārā izmantošana mobilajā tālrunī ”

Sprūda uzreiz ieslēdz mosfet tā, lai slodze, kas savienota ar tā iztukšošanas roku, pilnībā ieslēgtos un darbotos.

Ja stikla tīrītāja ierīce ir piestiprināta pie šī punkta, tā ilgstoši noslaucītos, slēdzis paliek nospiests.

Tīrītāja sistēmai dažreiz ir nepieciešama aizkaves funkcija, lai pirms apstāšanās varētu veikt dažas minūtes ilgu noslaukšanu.

Ar nelielu modifikāciju iepriekš minēto ķēdi var vienkārši pārvērst par aizkaves izslēgšanas ķēdi.

Mosfet izmantošana kā aizkaves taimeris

Kā parādīts zemāk redzamajā diagrammā, kondensators tiek pievienots tieši pēc slēdža un pāri 1M rezistoram.

Kad slēdzis tiek īslaicīgi ieslēgts, slodze ieslēdzas, un arī kondensators uzlādējas un uzglabā tajā maksu.

Video demonstrācija

Kad slēdzis ir izslēgts, slodze turpina saņemt enerģiju, jo kondensatorā saglabātais spriegums uztur vārtu spriegumu un uztur ieslēgtu.

Tomēr kondensators pakāpeniski izlādējas caur 1M rezistoru un, kad spriegums nokrītas zem 3V, mosfet vairs nespēj noturēt, un visa sistēma izslēdzas.

Kavēšanās periods ir atkarīgs no kondensatora vērtības un rezistora vērtībām, palielinot jebkuru no tiem vai proporcionāli palielinot kavēšanās periodu.

Kavējuma aprēķināšana

Lai aprēķinātu RC konstantes radīto kavēšanos, mēs varam izmantot šādu formulu:

V = V0 x e^{(-t / RC)}

V ir sliekšņa spriegums, pie kura paredzēts, ka mosfet vienkārši izslēdzas vai vienkārši sāk ieslēgties.
V0 ir barošanas spriegums vai Vcc
R ir izlādes pretestība (Ω), kas savienota paralēli kondensatoram.
C (kondensatora vērtība (F), piemēram, 100uF)
t (izlādes laiks, kuru mēs vēlamies aprēķināt (-i))

mēs vēlamies uzzināt kavēšanos t) = ir^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

t = -Ln (V / V0) x R x C

Risinājuma piemērs

Ja mēs izvēlamies sliekšņa kapacitātes ieslēgšanas / izslēgšanas vērtību mosfet kā 2.1V un barošanas spriegumu kā 12V, pretestību kā 100K un kondensatoru kā 100uF, kavēšanos, pēc kuras mosfet izslēgsies, varētu aptuveni aprēķināt, atrisinot vienādojumu kā norādīts zemāk:

t = -Ln (2,1 / 12) x 100000 x 0,0001

t = 17,42 s

Tādējādi no rezultātiem mēs secinām, ka kavēšanās būs aptuveni 17 sekundes

Ilgstoša taimera izgatavošana

Salīdzinoši ilga laika taimeri var izstrādāt, izmantojot iepriekš izskaidroto mosfet koncepciju, lai pārslēgtu lielākas slodzes.

Šajā diagrammā ir attēlotas tā ieviešanas procedūras.

Papildu PNP tranzistora un dažu citu pasīvo komponentu iekļaušana ļauj ķēdei radīt lielāku kavēšanās perioda ilgumu. Laiku var atbilstoši pielāgot, mainot kondensatoru un rezistoru, kas savienots pāri tranzistora pamatnei.