Feldeffekttransistor-Taste

Vielleicht hat sogar eine Person, die sich nicht mit Elektronik befasst, gehört, dass es ein solches Element wie ein Relais gibt. Das einfachste elektromagnetische Relais enthält einen Elektromagneten, bei Anlegen einer Spannung sind die beiden anderen Kontakte geschlossen. Mit einem Relais können wir eine ziemlich starke Last schalten, indem wir die Steuerkontakte spannungsfrei schalten. Die am häufigsten verwendeten Relais werden mit 12 Volt angesteuert. Es gibt auch Relais für eine Spannung von 3, 5, 24 Volt.

Das Schalten einer starken Last ist jedoch nicht nur mit einem Relais möglich. In letzter Zeit sind leistungsfähige Feldeffekttransistoren weit verbreitet. Einer ihrer Hauptzwecke besteht darin, im Tastenmodus zu arbeiten, d.h. Der Transistor ist entweder geschlossen oder vollständig geöffnet, wenn der Widerstand des Stoke-Source-Übergangs praktisch Null ist. Sie können den Feldeffekttransistor öffnen, indem Sie das Gate relativ zu seiner Source mit Spannung beaufschlagen. Sie können die Funktion der Taste am Feldeffekttransistor mit der Funktion des Relais vergleichen - sie haben Spannung an das Gate angelegt, der Transistor geöffnet, der Stromkreis geschlossen. Sie haben die Spannung aus dem Verschluss entfernt - der Stromkreis ist geöffnet, die Last ist stromlos.

Gleichzeitig hat die Taste am Feldeffekttransistor einige Vorteile gegenüber dem Relais, wie zum Beispiel:

  • Gute Haltbarkeit. Sehr oft fallen Relais aufgrund mechanisch bewegter Teile aus, während der Transistor unter den richtigen Betriebsbedingungen eine viel längere Lebensdauer aufweist.

  • Rentabilität. Die Relaisspule verbraucht Strom und ist manchmal sehr wichtig. Das Gate des Transistors verbraucht nur dann Strom, wenn ihm Spannung zugeführt wird, und verbraucht dann praktisch keinen Strom.

  • Keine Klicks beim Umschalten.

Schema

Das Schlüsseldiagramm für den Feldeffekttransistor ist im Folgenden dargestellt:

Der Widerstand R1 ist dabei strombegrenzend, er wird benötigt, um den vom Gate zum Zeitpunkt des Öffnens verbrauchten Strom zu reduzieren, ohne dass dabei der Transistor ausfallen kann. Der Wert dieses Widerstands kann leicht über einen weiten Bereich von 10 bis 100 Ohm geändert werden. Dies hat keine Auswirkungen auf den Betrieb der Schaltung.

Der Widerstand R2 zieht das Gate zur Source und gleicht dadurch deren Potentiale aus, wenn keine Spannung an das Gate angelegt wird. Ohne sie bleibt der Shutter "in der Luft hängen" und der Transistor kann garantiert nicht schließen. Der Wert dieses Widerstands kann auch in einem weiten Bereich geändert werden - von 1 bis 10 kOhm.

Der Transistor T1 ist ein N-Kanal-Feldeffekttransistor. Sie muss basierend auf der von der Last verbrauchten Leistung und der Höhe der Steuerspannung ausgewählt werden. Wenn es weniger als 7 Volt ist, sollten Sie den sogenannten "logischen" Feldeffekttransistor nehmen, der ab einer Spannung von 3, 3 - 5 Volt zuverlässig öffnet. Sie können auf Computer-Motherboards gefunden werden. Liegt die Steuerspannung innerhalb von 7-15 Volt, können Sie einen "konventionellen" Feldeffekttransistor verwenden, beispielsweise IRF630, IRF730, IRF540 oder einen ähnlichen. In diesem Fall sollte auf eine Eigenschaft wie den offenen Kanalwiderstand geachtet werden. Transistoren sind nicht perfekt, und selbst im offenen Zustand ist der Widerstand des Stoke-Source-Übergangs ungleich Null. Meistens beträgt sie Hundertstel Ohm, was beim Schalten einer Last geringer Leistung absolut unkritisch ist, aber bei hohen Strömen sehr deutlich. Um den Spannungsabfall über dem Transistor und dementsprechend dessen Erwärmung zu verringern, ist es daher erforderlich, einen Transistor mit dem niedrigsten offenen Kanalwiderstand zu wählen.

"N" im Diagramm ist eine Art Last.

Der Nachteil des Schlüssels am Transistor ist, dass er nur in Gleichstromkreisen arbeiten kann, da der Strom nur vom Vorrat zur Quelle fließt.

Herstellung eines Schlüssels an einem Feldeffekttransistor

Solch eine einfache Schaltung kann auch durch Wandmontage zusammengebaut werden, aber ich habe mich entschieden, eine Miniatur-Leiterplatte unter Verwendung der Lasereisentechnologie (LUT) herzustellen. Die Vorgehensweise ist wie folgt:

1) Wir schneiden ein für die Abmessungen der Leiterplatte geeignetes Stück Leiterplatte aus, reinigen es mit feinem Schleifpapier und entfetten es mit Alkohol oder Lösungsmittel.

2) Auf ein spezielles Thermotransferpapier drucken wir eine Leiterplatte. Sie können Hochglanzmagazinpapier oder Transparentpapier verwenden. Die Tonerdichte im Drucker sollte auf das Maximum eingestellt sein.

3) Übertragen Sie das Muster mit einem Bügeleisen vom Papier auf Textolite. In diesem Fall sollte gesteuert werden, dass sich das Blatt Papier mit dem Muster nicht relativ zur Leiterplatte verschiebt. Die Aufheizzeit ist abhängig von der Temperatur des Bügeleisens und liegt innerhalb von 30 - 90 Sekunden.

4) Als Ergebnis erscheint auf dem Textolite ein Bild von Spuren in Spiegelbild. Wenn der Toner an manchen Stellen nicht gut auf dem zukünftigen Board haftet, können Sie die Fehler mit Hilfe von Nagellack für Frauen beheben.

5) Als nächstes setzen wir den geätzten Textolit ein. Es gibt viele Möglichkeiten, eine Ätzlösung herzustellen: Ich verwende eine Mischung aus Zitronensäure, Salz und Wasserstoffperoxid.

Nach dem Ätzen hat die Platine folgende Form:

6) Anschließend muss der Toner von der Leiterplatte entfernt werden. Am einfachsten ist dies mit einem Nagellackentferner. Sie können Aceton und andere ähnliche Lösungsmittel verwenden, ich habe ein Öllösungsmittel verwendet.

7) Das Gehäuse ist klein - jetzt müssen nur noch Löcher an den richtigen Stellen gebohrt und Zinnbretter angebracht werden. Danach nimmt es diese Form an:

Die Platine ist zum Einlöten von Teilen bereit. Es sind nur zwei Widerstände und ein Transistor erforderlich.

Auf der Platine befinden sich zwei Kontakte zur Versorgung mit Steuerspannung, zwei Kontakte zum Anschließen der die Last versorgenden Quelle und zwei Kontakte zum Anschließen der Last selbst. Eine Platine mit gelöteten Teilen sieht folgendermaßen aus:

Als Last für die Funktionsprüfung der Schaltung habe ich zwei leistungsstarke 100-Ohm-Widerstände verwendet, die parallel geschaltet sind.

Ich plane, das Gerät in Verbindung mit einem Feuchtigkeitssensor (Platine im Hintergrund) zu verwenden. Von ihm kommt die Steuerspannung von 12 Volt zum Schlüsselkreis. Tests haben gezeigt, dass der Transistorschalter sehr gut funktioniert, wenn die Last mit Spannung versorgt wird. Der Spannungsabfall über dem Transistor betrug 0, 07 Volt, was in diesem Fall überhaupt nicht kritisch ist. Eine Erwärmung des Transistors wird auch bei konstantem Betrieb der Schaltung nicht beobachtet. Erfolgreiche Montage!

Download Board und Schaltung:

plata.zip [4.93 Kb] (Downloads: 806)