บางทีแม้แต่คนที่อยู่ห่างไกลจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็เคยได้ยินว่ามีองค์ประกอบเช่นรีเลย์ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่นั้น หน้าสัมผัสอีกสองแห่งจะถูกปิด ด้วยความช่วยเหลือของรีเลย์เราสามารถเปลี่ยนโหลดที่ทรงพลังพอสมควรการใช้งานหรือในทางกลับกันโดยเอาแรงดันไฟฟ้าออกจากหน้าสัมผัสควบคุม ที่แพร่หลายที่สุดคือรีเลย์ควบคุมจาก 12 โวลต์ นอกจากนี้ยังมีรีเลย์สำหรับแรงดันไฟฟ้า 3, 5, 24 โวลต์
อย่างไรก็ตาม คุณสามารถเปลี่ยนโหลดที่ทรงพลังได้ไม่เพียงแค่ใช้รีเลย์เท่านั้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามกำลังสูงได้แพร่หลายมากขึ้น จุดประสงค์หลักประการหนึ่งคือการทำงานในโหมดกุญแจ เช่น ทรานซิสเตอร์ปิดหรือเปิดสนิทเมื่อความต้านทานของจุดเชื่อมต่อเดรน-ซอร์สมีค่าเป็นศูนย์ คุณสามารถเปิดทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามได้โดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับเกตที่สัมพันธ์กับแหล่งกำเนิด คุณสามารถเปรียบเทียบการทำงานของสวิตช์บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามกับการทำงานของรีเลย์ - แรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่เกต ทรานซิสเตอร์จะเปิด และวงจรปิด แรงดันไฟฟ้าถูกลบออกจากประตู - วงจรเปิดอยู่ โหลดถูกปลดพลังงาน
ในกรณีนี้ สวิตช์ทรานซิสเตอร์แบบเอฟเฟกต์สนามมีข้อดีมากกว่ารีเลย์บางประการ เช่น:
- มีความทนทานสูง บ่อยครั้งที่รีเลย์ล้มเหลวเนื่องจากมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวโดยกลไก แต่ทรานซิสเตอร์ภายใต้สภาวะการทำงานที่เหมาะสมจะมีอายุการใช้งานนานกว่ามาก
- ประหยัด. ขดลวดรีเลย์กินกระแสซึ่งบางครั้งก็ค่อนข้างสำคัญ ประตูของทรานซิสเตอร์จะใช้กระแสเฉพาะเมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น จากนั้นจึงแทบไม่กินกระแสเลย
- ไม่มีการคลิกเมื่อเปลี่ยน
โครงการ
วงจรสวิตช์สำหรับทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแสดงไว้ด้านล่าง:
ตัวต้านทาน R1 ในนั้นมีการ จำกัด กระแสซึ่งจำเป็นเพื่อลดกระแสที่ใช้โดยเกตในขณะที่เปิด หากไม่มีมันทรานซิสเตอร์อาจล้มเหลว ค่าของตัวต้านทานนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดายในช่วงกว้างตั้งแต่ 10 ถึง 100 โอห์ม ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของวงจร
ตัวต้านทาน R2 จะดึงเกตไปยังแหล่งกำเนิด ดังนั้นจึงทำให้ศักย์ไฟฟ้าเท่ากันเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าจ่ายไปที่เกต หากไม่มีประตูนี้ ประตูจะยังคง "ค้างอยู่ในอากาศ" และไม่สามารถรับประกันได้ว่าทรานซิสเตอร์จะปิด ค่าของตัวต้านทานนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้าง - ตั้งแต่ 1 ถึง 10 kOhm
ทรานซิสเตอร์ T1 เป็นทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแบบ N-channel จะต้องเลือกตามกำลังไฟที่ใช้โดยโหลดและค่าของแรงดันไฟฟ้าควบคุม หากมีน้อยกว่า 7 โวลต์คุณควรใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามที่เรียกว่า "ลอจิคัล" ซึ่งเปิดได้อย่างน่าเชื่อถือจากแรงดันไฟฟ้า 3.3 - 5 โวลต์ สามารถพบได้บนเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ หากแรงดันไฟฟ้าควบคุมอยู่ในช่วง 7-15 โวลต์ คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม "ปกติ" เช่น IRF630, IRF730, IRF540 หรือสิ่งอื่นที่คล้ายคลึงกันในกรณีนี้ คุณควรให้ความสนใจกับคุณลักษณะเช่นแนวต้านช่องสัญญาณเปิด ทรานซิสเตอร์ไม่เหมาะ และแม้แต่ในสถานะเปิด ความต้านทานของจุดเชื่อมต่อเดรน-ซอร์สก็ไม่เป็นศูนย์ ส่วนใหญ่มักจะมีค่าหนึ่งในร้อยของโอห์ม ซึ่งไม่สำคัญเลยเมื่อเปลี่ยนโหลดพลังงานต่ำ แต่มีความสำคัญมากที่กระแสสูง ดังนั้นเพื่อลดแรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์และลดความร้อนลงคุณต้องเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีความต้านทานช่องเปิดต่ำที่สุด
“N” ในแผนภาพ – โหลดใดๆ
ข้อเสียของสวิตช์ทรานซิสเตอร์คือสามารถทำงานได้เฉพาะในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น เนื่องจากกระแสจะไหลจากเดรนไปยังแหล่งกำเนิดเท่านั้น
การสร้างสวิตช์ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม
คุณสามารถประกอบวงจรง่ายๆ ดังกล่าวได้โดยใช้การติดตั้งบนพื้นผิว แต่ฉันตัดสินใจสร้างแผงวงจรพิมพ์ขนาดเล็กโดยใช้เทคโนโลยีเลเซอร์เหล็ก (LUT) ขั้นตอนมีดังนี้:
1) ตัดชิ้นส่วน PCB ที่พอดีกับขนาดของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ออก ทำความสะอาดด้วยกระดาษทรายละเอียด และขจัดคราบมันด้วยแอลกอฮอล์หรือตัวทำละลาย
2) เราพิมพ์การออกแบบแผงวงจรพิมพ์บนกระดาษถ่ายโอนความร้อนพิเศษ คุณสามารถใช้กระดาษนิตยสารมันหรือกระดาษลอกลายได้ ควรตั้งค่าความหนาแน่นของผงหมึกบนเครื่องพิมพ์ไว้ที่สูงสุด
3) ถ่ายโอนการออกแบบจากกระดาษไปยัง textolite โดยใช้เตารีด ในกรณีนี้ คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระดาษที่มีการออกแบบไม่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับข้อความ เวลาในการทำความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเตารีดและอยู่ในช่วง 30 ถึง 90 วินาที
4) เป็นผลให้ภาพสะท้อนของแทร็กปรากฏบน PCB หากโทนเนอร์ไม่ติดบอร์ดฟิวเจอร์บอร์ดในบางสถานที่ คุณสามารถแก้ไขข้อบกพร่องโดยใช้ยาทาเล็บของผู้หญิงได้
5) ต่อไป เราใส่ textolite ที่จะแกะสลักมีหลายวิธีในการทำสารละลายแกะสลัก ฉันใช้ส่วนผสมของกรดซิตริก เกลือ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
หลังจากแกะสลักแล้ว กระดานจะอยู่ในรูปแบบนี้:
6) จากนั้นคุณต้องถอดโทนเนอร์ออกจาก PCB วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือใช้น้ำยาล้างเล็บ คุณสามารถใช้อะซิโตนและตัวทำละลายอื่นที่คล้ายคลึงกัน ฉันใช้ตัวทำละลายปิโตรเลียม
บอร์ดพร้อมที่จะบัดกรีชิ้นส่วนเข้าไปแล้ว คุณต้องการตัวต้านทานสองตัวและทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวเท่านั้น
บอร์ดมีหน้าสัมผัส 2 จุดสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม 2 จุดสำหรับเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายไฟให้กับโหลด และหน้าสัมผัส 2 จุดสำหรับเชื่อมต่อโหลดเอง บอร์ดที่มีชิ้นส่วนบัดกรีมีลักษณะดังนี้:
เพื่อเป็นโหลดเพื่อทดสอบการทำงานของวงจร ฉันจึงนำตัวต้านทานกำลังสูง 100 โอห์มสองตัวมาเชื่อมต่อแบบขนาน
ฉันวางแผนที่จะใช้อุปกรณ์ร่วมกับเซ็นเซอร์ความชื้น (บอร์ดในพื้นหลัง) จากนี้จึงจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม 12 โวลต์ให้กับวงจรกุญแจ การทดสอบพบว่าสวิตช์ทรานซิสเตอร์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ โดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับโหลด แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทรานซิสเตอร์อยู่ที่ 0.07 โวลต์ ซึ่งในกรณีนี้ไม่สำคัญเลย ทรานซิสเตอร์ไม่ร้อนขึ้นแม้วงจรจะทำงานอย่างต่อเนื่องก็ตาม สร้างความสุข!
