Terepi hatású tranzisztor kulcs

Talán még az elektronikától távol tartózkodó ember is hallotta, hogy létezik ilyen elem, mint relé. A legegyszerűbb elektromágneses relé tartalmaz egy elektromágnest, amikor feszültség van rá, a másik két érintkező zárva van. Relé segítségével meglehetõsen nagy teljesítményû terhelést válthatunk át, alkalmazva vagy fordítva, eltávolítva a feszültséget a vezérlõérintkezõktõl. A legszélesebb körben használt relék 12 V-os vezérléssel. Vannak relék 3, 5, 24 volt feszültségre.
Erőteljes terhelés váltása nemcsak relé esetén lehetséges. Az utóbbi időben a nagy teljesítményű tranzisztorok széles körben elterjedtek. Az egyik fő cél a kulcs módban történő munka, azaz a tranzisztor zárt vagy teljesen nyitott, ha a Stoke - Source forrás ellenállása gyakorlatilag nulla. A terepi tranzisztor úgy nyitható meg, hogy feszültséget ad a kapunál annak forrásához viszonyítva. Össze lehet hasonlítani a terepi tranzisztoron lévő kulcs működését a relé működésével - feszültséget adtak a kapun, a tranzisztor kinyílt, az áramkör zárt. Eltávolították a redőny feszültségét - az áramkör kinyílt, a terhelés feszültségmentesült.
Ugyanakkor a tereptranzisztor-kulcsnak néhány előnye van a reléhöz képest, például:

• Nagy tartósság. Gyakran a relék meghibásodnak a mechanikusan mozgó alkatrészek jelenléte miatt, míg a tranzisztor megfelelő működési körülmények között sokkal hosszabb élettartamú.
• Gazdaság. A relétekercs áramot fogyaszt, és néha nagyon jelentős. A tranzisztor kapuja csak a feszültség táplálásának pillanatában fogyaszt áramot, akkor gyakorlatilag nem fogyaszt áramot.
• Nincs kattintás váltáskor.

Rendszer

Az alábbiakban bemutatjuk a terepi tranzisztor kulcs diagramját:
A benne lévő R1 ellenállás áramkorlátozó, a kapu által a nyitáskor felhasznált áram csökkentéséhez szükséges, anélkül hogy a tranzisztor meghibásodhat. Ennek az ellenállásnak az értéke széles tartományban, 10 és 100 ohm között könnyen megváltoztatható, ez nem befolyásolja az áramkör működését.
Az R2 ellenállás a kaput a forráshoz húzza, ezáltal kiegyenlíti a potenciáljukat, ha a kapun nincs feszültség. Nélkül a redőnyök "lógnak a levegőben", és nem garantálható, hogy a tranzisztor bezáródik. Az ellenállás értéke széles tartományban is megváltoztatható - 1-10 kOhm-ig.
A T1 tranzisztor egy N-csatornás mezőhatású tranzisztor. Ezt a terhelés által fogyasztott energia és a vezérlőfeszültség nagysága alapján kell kiválasztani. Ha ez kevesebb, mint 7 volt, akkor vegye figyelembe az úgynevezett "logikai" mezőhatástranzisztort, amely megbízhatóan 3,3 - 5 volt feszültségről nyit. A számítógépes alaplapokon találhatók. Ha a vezérlőfeszültség 7-15 V alatt van, akkor vegyen egy "hagyományos" mezőhatású tranzisztorokat, például IRF630, IRF730, IRF540 vagy hasonlókat. Ebben az esetben figyelmet kell fordítani egy olyan tulajdonságra, mint a nyitott csatornás ellenállás. A tranzisztorok nem tökéletesek, és még nyitott állapotban sem a Stoke - Source forrás ellenállása nem egyenlő nullával. Leggyakrabban ez egy Ohm századának felel meg, ami egyáltalán nem kritikus, amikor kis teljesítményű terhelést váltanak át, de nagyon nagy áramerősség mellett. Ezért a tranzisztor feszültségcsökkentésének és ennek megfelelően a melegítésének csökkentése érdekében olyan tranzisztort kell választani, amelynek nyitott csatorna ellenállása a legalacsonyabb.
A diagramban az "N" valamilyen terhelés.
A tranzisztoron lévő kulcs hátránya, hogy csak DC áramkörökben működik, mivel az áram csak a készletből a forrásig megy.

Kulcs előállítása egy mezőhatású tranzisztoron

Egy ilyen egyszerű áramkört falra szereléssel is össze lehet szerelni, de úgy döntöttem, hogy egy miniatűr nyomtatott áramköri lapot készítek lézervasal technológiával (LUT). Az eljárás a következő:
1) Vágunk ki egy, a nyomtatott áramköri lap méretéhez megfelelő darabot a PCB-ből, tisztítsuk meg finom csiszolópapírral, és zsírtalanítsuk alkohollal vagy oldószerrel.
2) Egy speciális hőátadó papírra nyomtatunk egy nyomtatott áramköri kártyát. Használhat fényes magazin papírt vagy nyomkövető papírt. A nyomtató toner sűrűségét a maximális értékre kell beállítani.
3) Vasalással vigye át a mintát a papírról a textolitra. Ebben az esetben úgy kell ellenőrizni, hogy a mintázattal ellátott papírdarab ne mozduljon el a NYÁK-hoz viszonyítva. A hevítési idő a vas hőmérsékletétől függ, és 30 - 90 másodpercen belül van.
4) Ennek eredményeként a tükörképben lévő sávok képe megjelenik a textoliton. Ha a toner bizonyos helyeken nem tapad jól a jövőbeli táblához, akkor a foltokat női körömlakk segítségével javíthatja.
5) Ezután a textolitot maratjuk. A maratási oldat elkészítésének számos módja van: citromsav, só és hidrogén-peroxid keverékét használom.
A maratás után a táblának a következő formája van:
6) Ezután el kell távolítani a festéket a NYÁK-ból. Ennek legegyszerűbb módja a körömlakk-eltávolító használata. Használhat acetont és más hasonló oldószereket, olaj oldószert használtam.
7) Az eset kicsi - most marad a lyukak fúrása a megfelelő helyekre és az ónlemezre. Ezt követően a következő formába kerül:
A lap készen áll az alkatrészek forrasztására. Csak két ellenállásra és tranzisztorra van szükség.
A táblán két érintkező található a vezérlőfeszültség táplálására, két érintkező a terhelést ellátó forrás csatlakoztatására és két érintkező maga a rakomány csatlakoztatására. A forrasztott alkatrészekkel ellátott deszka így néz ki:
Terhelésként az áramkör működésének ellenőrzésére két erős, 100 Ohm ellenállást vettem párhuzamosan.
A készüléket egy nedvességérzékelővel (a háttérben lévő tábla) együtt tervezem használni. Tőle érkezik a 12 voltos vezérlőfeszültség a kulcsáramkörbe. A tesztek azt mutatták, hogy a tranzisztor-kapcsoló nagyszerűen működik, ha feszültséget szolgáltat a rakománynak. A tranzisztor feszültségcsökkenése 0,07 volt volt, ami ebben az esetben egyáltalán nem kritikus. A tranzisztor felmelegedését még az áramkör állandó működésével sem figyelték meg. Sikeres összeszerelés!
Töltse le a táblát és az áramkört: