המאמר הבא דן בשימוש במוספט כמתג להפעלת יעילות זרם גבוהה ביעילות. ניתן להפוך את המעגל גם למעגל OFF עיכוב בשינויים פשוטים. התכנון התבקש על ידי מר רודרל מסיבאי.

השוואת Mosfet עם BJT

ניתן להשוות טרנזיסטור או אפקט שדה עם BJT או טרנזיסטורים רגילים, למעט הבדל משמעותי אחד.

Mosfet הוא מכשיר תלוי מתח בניגוד ל- BJT שהם מכשירים תלויי זרם, כלומר mosfet יופעל באופן מלא בתגובה למתח מעל 5V בזרם אפס כמעט על פני השער והמקור שלו, ואילו טרנזיסטור רגיל יבקש זרם גבוה יחסית להדליק.

יתר על כן דרישת זרם זו גדלה באופן יחסי ככל שזרם העומס המחובר גדל על פני הקולט שלה. Mosfets לעומת זאת היו מחליפים כל עומס שצוין ללא קשר לרמת זרם השער אשר עשויה להישמר ברמות הנמוכות ביותר האפשריות.

מדוע Mosfet עדיף BJT

דבר טוב נוסף במיתוג mosfet הוא שהם מנהלים התנגדות מלאה מאוד לאורך הנתיב הנוכחי לעומס.

בנוסף, מוספט לא יזדקק לנגד להפעלת שער וייתכן שיועבר ישירות עם מתח האספקה הזמין בתנאי שהוא לא הרבה מעבר לסימן 12V.

כל המאפיינים הללו הקשורים למוספטים הופכים אותו למנצח ברור בהשוואה ל- BJT, במיוחד כאשר הוא משמש כמו מתג להפעלת עומסים חזקים כגון מנורות ליבון זרם גבוה, מנורות הלוגן, מנועים, סולנואידים וכו '.

כפי שמתבקש כאן, נראה כיצד ניתן להשתמש במוספט כמתג להחלפת מערכת מגבים לרכב. מנוע מגבים לרכב גוזל כמות ניכרת של זרם ומועבר בדרך כלל דרך חיץ כגון ממסרים, SSR וכו '. עם זאת, ממסרים יכולים להיות בלאי ואילו SSR יכולים להיות יקרים מדי.

שימוש במוספט כמתג

אפשרות פשוטה יותר יכולה להיות בצורה של מתג mosfet, בואו ללמוד את פרטי המעגל של אותו.

כפי שמוצג בתרשים המעגל הנתון, המוספט מהווה את מכשיר השליטה הראשי וללא כמעט סיבוכים סביבו.

מתג בשערו אשר יכול לשמש להפעלת ה- mosfet ונגד לשמירה על שער mosfet בהיגיון שלילי כאשר המתג במצב OFF.

לחיצה על המתג מספקת למוספט את מתח השער הנדרש ביחס למקורו שנמצא בפוטנציאל אפס.

“חיבור וחיסור של מספרים בינאריים ”

ההדק מפעיל באופן מיידי את המוספט כך שהעומס המחובר לזרוע הניקוז שלו יופעל לחלוטין ויפעל.

עם מכשיר מגב המחובר לנקודה זו יגרום לו לנגב כל כך הרבה זמן שהחלופיות נשארות מדוכאות.

מערכת מגבים דורשת לעיתים תכונת עיכוב להפעלת מספר דקות של פעולת ניגוב לפני עצירה.

עם שינוי קטן, ניתן להפוך את המעגל הנ'ל פשוט למעגל OFF עיכוב.

שימוש במוספט כטיימר לעיכוב

כפי שמוצג בתרשים שלהלן, קבלים מתווספים מיד לאחר המתג ועל פני הנגד 1M.

כאשר המתג מופעל לרגע, העומס נדלק וגם הקבל נטען ואוחסן בו את המטען.

הפגנת וידאו

כאשר המתג כבוי, העומס ממשיך לקבל את הכוח מכיוון שהמתח המאוחסן בקבל מקיים את מתח השער ושומר עליו מופעל.

עם זאת הקבל מתפרק בהדרגה דרך הנגד 1M וכאשר המתח יורד מתחת ל -3 וולט, ה- mosfet כבר אינו מסוגל להחזיק, והמערכת השלמה נכבית.

תקופת ההשהיה תלויה בערך הקבל ובערכי הנגד, הגדלת כל אחד מהם או שניהם מגדילה את תקופת ההשהיה באופן פרופורציונלי.

חישוב העיכוב

כדי לחשב את העיכוב המיוצר על ידי קבוע RC אנו יכולים להשתמש בנוסחה הבאה:

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

V הוא מתח הסף שבו המוספט אמור פשוט לכבות או פשוט להתחיל להדליק.
V0 הוא מתח האספקה או ה- Vcc
R הוא התנגדות הפריקה (Ω) המחוברת במקביל לקבל.
C (ערך קבלים (F) לדוגמא 100uF)
t (זמן הפריקה שאנחנו רוצים לחשב (ים))

אנחנו רוצים לדעת את העיכוב (t) = הוא^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

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

דוגמה לפתרון

אם אנו בוחרים את ערך הקיבולת של סף הפעלה / כיבוי של המוספט כ- 2.1 וולט, ומתח אספקה כ- 12 וולט, התנגדות כ- 100K, וקבל כ- 100uF, את העיכוב שאחריו יכבה ה- mosfet יכול להיות מחושב בערך על ידי פתרון המשוואה כ להלן:

t = -Ln (2.1 / 12) x 100000 x 0.0001

t = 17.42 שניות

כך מהתוצאות אנו מגלים שהעיכוב יהיה סביב 17 שניות

הכנת טיימר למשך זמן ארוך

ניתן לתכנן טיימר למשך זמן ארוך יחסית באמצעות תפיסת ה- mosfet המוסברת לעיל למעבר עומסים כבדים יותר.

התרשים הבא מתאר את נהלי היישום.

הכללת טרנזיסטור PNP נוסף ומספר רכיבים פסיביים אחרים מאפשרת למעגל לייצר משך זמן עיכוב גבוה יותר. התזמונים עשויים להיות מותאמים כראוי על ידי שינוי הקבל והנגד המחוברים על בסיס הטרנזיסטור.