Naslednji članek razpravlja o uporabi MOSFET-a kot stikala za učinkovito preklapljanje visokih tokov. Vezje se lahko s preprostimi spremembami pretvori tudi v vezje za zamudo. Obliko je zahteval g. Roderel Masibay.

Primerjava Mosfeta z BJT

Poljski tranzistor ali MOSFET lahko primerjamo z bjt ali običajnimi tranzistorji, razen ene pomembne razlike.

MOSFET je od napetosti odvisna naprava, za razliko od BJT-jev, ki so odvisne od toka, kar pomeni, da se MOSFET v celoti vklopi kot odziv na napetost nad 5V pri skoraj ničelnem toku skozi vrata in vir, medtem ko bi običajni tranzistor zahteval sorazmerno večji tok za vklop.

Poleg tega ta trenutna zahteva narašča sorazmerno, ko se povečani tok obremenitve poveča na kolektorju. Po drugi strani pa bi mosfets preklapljali katero koli določeno obremenitev ne glede na trenutni nivo vrat, ki bi ga lahko vzdrževali na najnižji možni ravni.

Zakaj je Mosfet boljši BJT

Še ena dobra stvar pri preklapljanju MOSFET-a je, da v celoti izvajajo zelo nizko odpornost na trenutni poti do obremenitve.

Poleg tega mosfet ne potrebuje upora za sprožitev vrat in ga je mogoče neposredno preklopiti z razpoložljivo napajalno napetostjo, če ni daleč čez oznako 12V

Zaradi vseh teh lastnosti, povezanih z MOSFET-om, je očiten zmagovalec v primerjavi z BJT-ji, še posebej, če se uporablja kot stikalo za upravljanje močnih obremenitev, kot so žarnice z visokim tokom, halogenske žarnice, motorji, magnetni elementi itd.

Kot je zahtevano tukaj, bomo videli, kako se lahko mosfet uporablja kot stikalo za vklop sistema avtomobilskih brisalcev. Avtomobilski motor brisalcev porabi precejšnjo količino toka in se običajno preklopi skozi vmesni nivo, kot so releji, SSR itd. Vendar so releji lahko dotrajani, medtem ko so SSR predragi.

Uporaba Mosfet-a kot stikala

Preprostejša možnost je lahko v obliki MOSFET stikala. Naučimo se podrobnosti vezja istega.

Kot je prikazano na danem diagramu vezja, mosfet tvori glavno krmilno napravo brez praktičnih zapletov.

Stikalo na vratih, ki se lahko uporablja za vklop MOSFET-a, in upor za ohranjanje MOSFET-vrat v negativni logiki, ko je stikalo v položaju IZKLOP.

S pritiskom na stikalo MOSFET dobi potrebno napetost vrat glede na njegov vir, ki ima ničelni potencial.

“grafikon bode visokoprehodnega filtra ”

Sprožilec takoj vklopi MOSFET, tako da tovor, povezan z njegovo odtočno roko, popolnoma vklopi in deluje.

Z brisalnikom, pritrjenim na to točko, bi se brisal tako dolgo, da je vklopljen še vedno pritisnjen.

Sistem brisalcev včasih zahteva funkcijo zakasnitve, ki omogoča nekaj minut brisanja pred ustavljanjem.

Z majhno modifikacijo lahko zgornje vezje preprosto spremenimo v vezje za zakasnitev izklopa.

Uporaba Mosfet-a kot časovnika zakasnitve

Kot je prikazano na spodnjem diagramu, je kondenzator dodan tik za stikalom in čez upor 1M.

Ko je stikalo za trenutek vklopljeno, se obremenitev vklopi in tudi kondenzator se napolni in vanj shrani naboj.

Video demonstracija

Ko je stikalo izklopljeno, tovor še naprej dobiva moč, saj shranjena napetost v kondenzatorju vzdržuje napetost vrat in jo ohranja vklopljeno.

Vendar se kondenzator postopoma izprazni prek 1M upora in ko pade napetost pod 3V, mosfet ne more več zadržati in se celotni sistem IZKLOPI.

Čas zakasnitve je odvisen od vrednosti kondenzatorja in vrednosti upora, povečanje katerega koli od njih ali oboje sorazmerno poveča zakasnitev.

Izračun zamude

Za izračun zamude, ki jo povzroči konstanta RC, lahko uporabimo naslednjo formulo:

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

V je prag Napetost, pri kateri naj bi se MOSFET samo IZKLOPIL ali pa začel vklopiti.
V0 je napajalna napetost ali Vcc
R je odpornost proti praznjenju (Ω), ki je povezana vzporedno s kondenzatorjem.
C (vrednost kondenzatorja (F) v vzorcu 100uF)
t (čas praznjenja, ki ga želimo izračunati)

želimo vedeti zamudo (t) = je^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

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

Primer rešitve

Če izberemo vrednost praga kapacitivnosti VKLOP / IZKLOP MOSFET-a kot 2,1 V in napajalno napetost 12 V, upor 100 K in kondenzator kot 100 UF, lahko zakasnitev, po kateri se MOSFET izklopi, približno izračunamo z reševanjem enačbe kot spodaj:

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

t = 17,42 s

Iz rezultatov torej ugotovimo, da bo zamuda približno 17 sekund

Izdelava dolgotrajnega časovnika

Sorazmerno dolgotrajen časovnik je lahko zasnovan z uporabo zgoraj pojasnjenega koncepta MOSFET-a za preklapljanje težjih bremen.

Naslednji diagram prikazuje postopke njegovega izvajanja.

Vključitev dodatnega tranzistorja PNP in nekaj drugih pasivnih komponent omogoča vezju daljše obdobje zakasnitve. Časi se lahko ustrezno prilagodijo s spreminjanjem kondenzatorja in upora, povezanega na dnu tranzistorja.