Clé de transistor à effet de champ

Peut-être même une personne éloignée de l'électronique a-t-elle entendu dire qu'il existe un tel élément en tant que relais. Le relais électromagnétique le plus simple contient un électroaimant. Lorsqu'une tension lui est appliquée, les deux autres contacts sont fermés. À l'aide d'un relais, nous pouvons commuter une charge assez puissante, en appliquant ou inversement, en supprimant la tension des contacts de commande. Les relais les plus utilisés contrôlés par 12 volts. Il existe également des relais pour une tension de 3, 5, 24 volts.
Cependant, la commutation d'une charge puissante est possible non seulement avec un relais. Récemment, de puissants transistors à effet de champ se sont généralisés. L’un de leurs objectifs principaux est de travailler en mode clé, c’est-à-dire le transistor est soit fermé, soit complètement ouvert lorsque la résistance de la transition Stoke - Source est pratiquement nulle. Vous pouvez ouvrir le transistor à effet de champ en appliquant une tension à la grille par rapport à sa source. Vous pouvez comparer le fonctionnement de la clé sur le transistor à effet de champ avec le fonctionnement du relais: ils ont appliqué une tension à la grille, le transistor ouvert, le circuit fermé. Ils ont enlevé la tension de l'obturateur - le circuit s'est ouvert, la charge est désexcitée.
Dans le même temps, la clé du transistor à effet de champ présente certains avantages par rapport au relais, tels que:

• Grande durabilité. Bien souvent, les relais échouent à cause de la présence de pièces en mouvement, alors que le transistor, dans les bonnes conditions de fonctionnement, a une durée de vie beaucoup plus longue.
• Rentabilité. La bobine de relais consomme du courant, qui est parfois très important. La grille du transistor ne consomme du courant qu'au moment de lui fournir une tension, elle ne consomme pratiquement pas de courant.
• Pas de clics lors du changement.

Scheme

Le schéma clé du transistor à effet de champ est présenté ci-dessous:
La résistance R1 dans celle-ci est limitante en courant, elle est nécessaire pour réduire le courant consommé par la grille au moment de l'ouverture, sans quoi le transistor peut tomber en panne. La valeur de cette résistance peut être facilement modifiée sur une large plage, allant de 10 à 100 Ohms, cela n'affectera pas le fonctionnement du circuit.
La résistance R2 tire la grille vers la source, égalisant ainsi leurs potentiels lorsqu'aucune tension n'est appliquée à la grille. Sans ce dernier, l'obturateur restera "suspendu en l'air" et la fermeture du transistor ne peut pas être garantie. La valeur de cette résistance peut également être modifiée sur une large plage allant de 1 à 10 kOhm.
Le transistor T1 est un transistor à effet de champ à canal N. Il doit être sélectionné en fonction de la puissance consommée par la charge et de l'amplitude de la tension de commande. S'il est inférieur à 7 volts, prenez le transistor à effet de champ dit "logique", qui s'ouvre de manière fiable à partir d'une tension de 3,3 à 5 volts. Ils peuvent être trouvés sur les cartes mères d'ordinateur. Si la tension de commande est comprise entre 7 et 15 volts, vous pouvez utiliser un transistor à effet de champ "classique", par exemple, IRF630, IRF730, IRF540 ou tout autre appareil similaire. Dans ce cas, il convient de prêter attention à une caractéristique telle que la résistance en canal ouvert. Les transistors ne sont pas parfaits et, même à l'état ouvert, la résistance de la transition Stoke - Source n'est pas égale à zéro. Le plus souvent, il s'agit de centièmes d'Ohm, ce qui n'est absolument pas critique lors de la commutation d'une charge de faible puissance, mais très significativement à des courants élevés. Par conséquent, afin de réduire la chute de tension aux bornes du transistor et, en conséquence, de réduire son échauffement, il est nécessaire de choisir un transistor présentant la plus faible résistance en canal ouvert.
"N" dans le diagramme est une sorte de charge.
L'inconvénient de la clé sur le transistor est qu'elle ne peut fonctionner que dans des circuits à courant continu, car le courant ne va que du stock à la source.

Production d'une clé sur un transistor à effet de champ

Un circuit aussi simple peut également être assemblé par montage mural, mais j’ai décidé de fabriquer un circuit imprimé miniature utilisant la technologie laser-fer (LUT). La procédure est la suivante:
1) Nous découpons un morceau de PCB adapté aux dimensions du circuit imprimé, le nettoyons avec du papier sablé fin et le dégraisser avec de l’alcool ou du solvant.
2) Sur un papier spécial à transfert thermique, nous imprimons une carte de circuit imprimé. Vous pouvez utiliser du papier magazine glacé ou du papier calque. La densité de toner sur l'imprimante doit être réglée au maximum.
3) Transférez le motif du papier sur le textolite en utilisant un fer à repasser. Dans ce cas, il doit être contrôlé pour que le morceau de papier avec le motif ne se décale pas par rapport au PCB. Le temps de chauffage dépend de la température du fer et se situe entre 30 et 90 secondes.
4) En conséquence, une image des pistes en miroir apparaît sur le textolite. Si le toner par endroits n’adhère pas bien à la future planche, vous pouvez réparer les imperfections à l’aide du vernis à ongles pour femmes.
5) Ensuite, nous mettons le textolite gravé. Il existe de nombreuses façons de préparer une solution de gravure. J'utilise un mélange d'acide citrique, de sel et de peroxyde d'hydrogène.
Après gravure, le tableau prend la forme suivante:
6) Ensuite, il est nécessaire de retirer le toner de la carte électronique. Pour ce faire, le plus simple consiste à utiliser du dissolvant pour vernis à ongles. Vous pouvez utiliser de l'acétone et d'autres solvants similaires. J'ai utilisé un solvant à base d'huile.
7) Le boîtier est petit - il reste maintenant à percer des trous aux bons endroits et du carton blanc. Après cela, il prend cette forme:
La carte est prête à souder des pièces. Seulement deux résistances et un transistor sont nécessaires.
Il y a deux contacts sur la carte pour leur fournir la tension de commande, deux contacts pour connecter la source alimentant la charge et deux contacts pour connecter la charge elle-même. Une carte avec des parties soudées ressemble à ceci:
Pour contrôler le fonctionnement du circuit, j’ai pris deux puissantes résistances de 100 Ohm connectées en parallèle.
Je prévois d'utiliser l'appareil en conjonction avec un capteur d'humidité (carte en arrière-plan). C'est de lui que la tension de commande de 12 volts vient au circuit de clé. Des tests ont montré que le commutateur à transistor fonctionne bien en fournissant une tension à la charge. La chute de tension à travers le transistor était de 0,07 volt, ce qui n’est absolument pas critique dans ce cas. Le chauffage du transistor n'est pas observé même avec un fonctionnement constant du circuit. Assemblée réussie!
Carte de téléchargement et circuit: