Bài viết sau đây thảo luận về việc sử dụng một mosfet như một công tắc để chuyển đổi tải cao hiện tại một cách hiệu quả. Mạch cũng có thể được biến đổi thành mạch TẮT trễ với các sửa đổi đơn giản. Thiết kế do Mr.Roderel Masibay yêu cầu.

So sánh Mosfet với BJT

Một bóng bán dẫn hiệu ứng trường hoặc mosfet có thể được so sánh với bjt hoặc bóng bán dẫn thông thường, ngoại trừ một sự khác biệt đáng kể.

MOSFET là một thiết bị phụ thuộc điện áp không giống như BJT là các thiết bị phụ thuộc vào dòng điện, có nghĩa là một MOSFET sẽ BẬT hoàn toàn để đáp ứng với điện áp trên 5V ở dòng điện gần như bằng không qua cổng và nguồn của nó, trong khi một bóng bán dẫn thông thường sẽ yêu cầu dòng điện tương đối cao hơn cho đang BẬT.

Hơn nữa, yêu cầu hiện tại này tăng cao hơn theo tỷ lệ tương ứng khi dòng tải được kết nối tăng qua bộ thu của nó. Mặt khác, các Mosfet sẽ chuyển đổi bất kỳ tải nào được chỉ định bất kể mức dòng cổng có thể được duy trì ở mức thấp nhất có thể.

Tại sao Mosfet lại tốt hơn BJT

Một điều tốt nữa về việc chuyển đổi mosfet là chúng tiến hành cung cấp đầy đủ điện trở rất thấp trên đường dẫn hiện tại đến tải.

Ngoài ra, một mosfet sẽ không yêu cầu một điện trở để kích hoạt cổng và có thể được chuyển trực tiếp với điện áp cung cấp có sẵn miễn là nó không quá xa vạch 12V

Tất cả các đặc tính này kết hợp với mosfet làm cho nó trở thành người chiến thắng rõ ràng khi so sánh với BJT, đặc biệt khi nó được sử dụng như một công tắc để vận hành các tải mạnh như đèn sợi đốt hiện tại cao, đèn halogen, động cơ, ống dẫn điện, v.v.

Theo yêu cầu ở đây, chúng ta sẽ xem cách một mosfet có thể được sử dụng như một công tắc để bật tắt hệ thống gạt nước trên ô tô. Động cơ gạt nước trên ô tô tiêu thụ một lượng dòng điện đáng kể và thường được chuyển qua một giai đoạn đệm như rơ le, SSR, v.v. Tuy nhiên, rơ le có thể dễ bị mòn và rách trong khi SSR có thể quá tốn kém.

Sử dụng Mosfet làm công tắc

Một lựa chọn đơn giản hơn có thể ở dạng công tắc mosfet, Hãy cùng tìm hiểu chi tiết mạch của tương tự.

Như được hiển thị trong sơ đồ mạch đã cho, mosfet tạo thành thiết bị điều khiển chính mà thực tế không có biến chứng xung quanh nó.

Một công tắc ở cổng của nó có thể được sử dụng để BẬT MOSFET và một điện trở để giữ cổng MOSFET thành logic âm khi công tắc ở vị trí TẮT.

Nhấn công tắc cung cấp cho mosfet điện áp cổng yêu cầu so với nguồn của nó ở mức điện thế bằng không.

“biểu tượng công tắc ném đơn cực đơn ”

Bộ kích hoạt ngay lập tức BẬT MOSFET để tải được kết nối ở tay xả của nó trở nên BẬT hoàn toàn và hoạt động.

Với một thiết bị gạt nước được gắn vào điểm này sẽ làm cho nó lau trong thời gian dài mà công tắc vẫn không hoạt động.

Hệ thống gạt nước đôi khi yêu cầu tính năng trì hoãn để kích hoạt thao tác lau vài phút trước khi dừng lại.

Với một sửa đổi nhỏ, mạch trên có thể được biến thành mạch TẮT trễ.

Sử dụng Mosfet làm bộ hẹn giờ trễ

Như thể hiện trong sơ đồ bên dưới, một tụ điện được thêm vào ngay sau công tắc và trên điện trở 1M.

Khi công tắc được BẬT trong giây lát, tải sẽ BẬT và tụ điện cũng sạc và lưu trữ điện tích trong đó.

Trình diễn video

Khi công tắc được chuyển sang TẮT, tải tiếp tục nhận điện vì điện áp được lưu trữ trong tụ điện duy trì điện áp cổng và giữ nó ở trạng thái BẬT.

Tuy nhiên, tụ điện dần dần phóng điện qua điện trở 1M và khi điện áp giảm xuống dưới 3V, mosfet không thể giữ được nữa và hệ thống hoàn chỉnh sẽ TẮT.

Khoảng thời gian trễ phụ thuộc vào giá trị của tụ điện và giá trị điện trở, tăng bất kỳ giá trị nào trong số chúng hoặc cả hai sẽ làm tăng thời gian trễ tương ứng.

Tính toán độ trễ

Để tính toán độ trễ do hằng số RC tạo ra, chúng ta có thể sử dụng công thức sau:

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

V là ngưỡng Điện áp mà tại đó MOSFET được cho là chỉ TẮT hoặc chỉ bắt đầu BẬT.
V0 là điện áp cung cấp hoặc Vcc
R là điện trở phóng điện (Ω) được mắc song song với tụ điện.
C (Giá trị tụ điện (F) trong ví dụ 100uF)
t (thời gian xả mà chúng ta muốn tính (các))

chúng tôi muốn biết sự chậm trễ (t) = Là^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

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

Giải pháp ví dụ

Nếu chúng ta chọn giá trị ngưỡng bật / tắt điện dung của mosfet là 2.1V và cung cấp điện áp là 12V, điện trở là 100K và tụ điện là 100uF thì độ trễ mà sau đó mosfet sẽ TẮT có thể được tính toán gần đúng bằng cách giải phương trình như đưa ra bên dưới:

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

t = 17,42 s

Do đó, từ kết quả, chúng tôi thấy rằng độ trễ sẽ là khoảng 17 giây

Tạo bộ hẹn giờ thời lượng dài

Một bộ đếm thời gian tương đối dài có thể được thiết kế bằng cách sử dụng khái niệm mosfet đã giải thích ở trên để chuyển đổi các tải nặng hơn.

Sơ đồ sau đây mô tả các thủ tục thực hiện nó.

Việc bao gồm thêm một bóng bán dẫn PNP và một vài thành phần thụ động khác cho phép mạch tạo ra thời gian trễ cao hơn. Thời gian có thể được điều chỉnh thích hợp bằng cách thay đổi tụ điện và điện trở được kết nối trên đế của bóng bán dẫn.