Seuraava artikkeli käsittelee mosfetin käyttöä kytkimenä suurten virtakuormien kytkemiseen tehokkaasti. Piiri voidaan muuntaa myös viive-OFF-piiriksi yksinkertaisilla muutoksilla. Suunnittelun pyysi Roderel Masibay.

Mosfetin vertaaminen BJT: hen

Kenttätransistoria tai mosfettiä voidaan verrata bjt- tai tavallisiin transistoreihin, lukuun ottamatta yhtä merkittävää eroa.

Mosfet on jännitteestä riippuvainen laite, toisin kuin BJT: t, jotka ovat virrasta riippuvia laitteita, mikä tarkoittaa, että mosfet kytkeytyy täysin päälle vastauksena yli 5 V: n jännitteelle käytännössä nollavirralla portinsa ja lähteensä yli, kun taas tavallinen transistori kysyy suhteellisen suurempaa virtaa kytkeminen päälle.

Lisäksi tämä virrantarve kasvaa suhteellisesti suuremmaksi, kun kytketty kuormavirta kasvaa koko kollektorinsa yli. Mosfets toisaalta vaihtaisi mitä tahansa määritettyä kuormaa portin virran tasosta riippumatta, joka voidaan pitää alhaisimmalla mahdollisella tasolla.

Miksi Mosfet on parempi BJT

Toinen hyvä asia mosfet-kytkennässä on, että ne suorittavat täysin hyvin alhaisen vastuksen nykyisellä polulla kuormitukseen.

Lisäksi mosfet ei vaadi vastusta portin laukaisemiseen ja se voidaan kytkeä suoraan käytettävissä olevalla syöttöjännitteellä edellyttäen, että se ei ole liian 12 V -merkin ulkopuolella

Kaikki nämä mosfetteihin liittyvät ominaisuudet tekevät siitä selkeän voittajan verrattuna BJT-moottoreihin, varsinkin kun sitä käytetään kytkimenä voimakkaiden kuormien, kuten suurivirtaisten hehkulamppujen, halogeenilamppujen, moottoreiden, solenoidien jne.

Kuten täällä pyydetään, näemme, kuinka mosfetiä voidaan käyttää kytkimenä auton pyyhkijän vaihtoon. Auton pyyhkijän moottori kuluttaa huomattavan määrän virtaa ja se kytketään yleensä puskurivaiheen, kuten releiden, SSR: ien jne. Kautta. Releet voivat kuitenkin olla alttiita kulumiselle, kun taas SSR: t voivat olla liian kalliita.

Mosfetin käyttö kytkimenä

Yksinkertaisempi vaihtoehto voi olla mosfet-kytkin, Opitaan saman piirin yksityiskohdat.

Kuten annetussa piirikaaviossa on esitetty, mosfet muodostaa pääohjauslaitteen käytännössä ilman komplikaatioita sen ympärillä.

Kytkin portissaan, jota voidaan käyttää mosfetin kytkemiseen päälle, ja vastus mosfet-portin pitämiseksi negatiivisessa logiikassa, kun kytkin on OFF-asennossa.

Kytkimen painaminen antaa mosfetille tarvittavan porttijännitteen lähteeseensä nähden, joka on nolla potentiaalia.

“sähkökenttäjohtojen ominaisuudet ”

Liipaisin kytkee MOSFET-laitteen heti päälle niin, että sen tyhjennysvarreen kytketty kuorma tulee täysin PÄÄLLE ja toimii.

Tähän kohtaan kiinnitetyn pyyhinlaitteen avulla se pyyhi niin kauan, että kytkin pysyy painettuna.

Pyyhinjärjestelmä vaatii toisinaan viiveominaisuuden, jotta muutaman minuutin pyyhkäisy on mahdollista ennen pysähtymistä.

Pienellä muunnoksella yllä oleva piiri voidaan yksinkertaisesti muuttaa viivästetyksi OFF-piiriksi.

Mosfetin käyttö viiveajastimena

Kuten alla olevassa kaaviossa on esitetty, kondensaattori lisätään heti kytkimen jälkeen ja 1 M vastuksen poikki.

Kun kytkin kytketään hetkeksi PÄÄLLE, kuormitus kytkeytyy PÄÄLLE ja myös kondensaattori latautuu ja tallentaa varauksen siihen.

Videoesittely

Kun kytkin kytketään pois päältä, kuorma jatkaa virran vastaanottamista, koska kondensaattoriin tallennettu jännite ylläpitää portin jännitettä ja pitää sen päällä.

Kondensaattori purkautuu kuitenkin vähitellen 1 M vastuksen kautta ja kun jännite putoaa alle 3 V: n, mosfet ei enää pysty pitämään kiinni, ja koko järjestelmä sammuu.

Viivejakso riippuu kondensaattorin arvosta ja vastuksen arvoista, mikä tahansa niistä kasvaa tai molemmat lisää viivejaksoa suhteellisesti.

Viiveen laskeminen

RC-vakion tuottaman viiveen laskemiseen voidaan käyttää seuraavaa kaavaa:

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

V on kynnysjännite, jolla mosfetin pitäisi vain kytkeytyä pois päältä tai vain alkaa kytkeytyä päälle.
V0 on syöttöjännite tai Vcc
R on purkausvastus (Ω), joka on kytketty yhdensuuntaisesti kondensaattorin kanssa.
C (kondensaattorin arvo (F) esimerkissä 100uF)
t (tyhjennysaika, jonka haluamme laskea)

haluamme tietää viiveen (t) = On^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

t = -Ln (V / V0) x RxC

Esimerkki ratkaisusta

Jos valitsemme kynnyskapasitanssin kytkentäkytkimen arvoksi mosfetin arvoksi 2,1 V ja syöttöjännitteeksi 12 V, vastukseksi 100 K ja kondensaattoriksi 100 uF, viive, jonka jälkeen mosfet sammuu, voidaan laskea suunnilleen ratkaisemalla yhtälö annettu alla:

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

t = 17,42 s

Tuloksista havaitaan, että viive on noin 17 sekuntia

Pitkän keston ajastimen tekeminen

Suhteellisen pitkä kestoajastin voidaan suunnitella käyttämällä yllä selitettyä mosfet-konseptia suurempien kuormien kytkemiseksi.

Seuraava kaavio kuvaa menetelmät sen toteuttamiseksi.

Ylimääräisen PNP-transistorin ja muutamien muiden passiivisten komponenttien sisällyttäminen piiriin antaa piirille suuremman viivejakson. Ajoituksia voidaan sopivasti säätää vaihtelemalla transistorin pohjan yli kytkettyjä kondensaattoreita ja vastuksia.