Sljedeći članak razmatra upotrebu mosfet-a kao prekidača za učinkovito prebacivanje velikih strujnih opterećenja. Sklop se također može transformirati u sklop za odgodu isključenja jednostavnim izmjenama. Dizajn je zatražio gospodin Roderel Masibay.

Uspoređujući Mosfet i BJT

Tranzistor s efektom polja ili MOSFET mogu se usporediti s BJT ili običnim tranzistorima, osim jedne značajne razlike.

MOSFET je uređaj ovisan o naponu, za razliku od BJT-a koji ovise o struji, što znači da bi se MOSF uključio u potpunosti kao odgovor na napon iznad 5V pri praktički nultoj struji na svom ulazu i izvoru, dok bi obični tranzistor tražio relativno veću struju za uključivanje.

Štoviše, ovaj zahtjev za strujom raste proporcionalno s porastom priključene struje opterećenja na svom kolektoru. Mosfets bi s druge strane prebacio bilo koje određeno opterećenje, bez obzira na razinu struje vrata, koja se može održavati na najnižim mogućim razinama.

Zašto je Mosfet bolji BJT

Još jedna dobra stvar kod prebacivanja MOSFET-a je da oni provode u potpunosti nudeći vrlo nizak otpor na trenutnom putu do opterećenja.

Uz to, MOSF-u ne bi bio potreban otpornik za okidanje vrata i može se prebaciti izravno s raspoloživim naponom pod uvjetom da nije daleko iznad oznake 12V

Sva ova svojstva povezana s MOSFET-ima čine ga jasnim pobjednikom u usporedbi s BJT-ima, posebno kada se koristi kao prekidač za upravljanje snažnim opterećenjima kao što su žarulje sa žarnom niti, halogene žarulje, motori, solenoidi itd.

Kao što smo ovdje zatražili, vidjet ćemo kako se mosfet može koristiti kao prekidač za uključivanje sustava brisača automobila. Motor brisača automobila troši znatnu količinu struje i obično se prebacuje kroz međuspremnik, poput releja, SSR-a itd. Međutim, releji mogu biti podložni trošenju, dok SSR-ovi mogu biti preskupi.

Korištenje Mosfet-a kao prekidača

Jednostavnija opcija može biti u obliku MOSFET-sklopke. Naučimo pojedinosti kruga iste.

Kao što je prikazano na datom dijagramu sklopa, mosfet čini glavni upravljački uređaj bez praktički komplikacija oko sebe.

Prekidač na svojoj kapiji koji se može koristiti za uključivanje MOSFET-a i otpornik za održavanje MOSFET-ova vrata u negativnoj logici kada je prekidač u položaju ISKLJUČENO.

Pritiskom na prekidač MOSFET dobiva potrebni napon na vratima u odnosu na izvor koji je nula potencijala.

“dvopolni dijagram prekidača s dvostrukim bacanjem ”

Okidač trenutno uključuje MOSFET tako da teret povezan na njegovom odvodnom kraku postane potpuno UKLJUČEN i operativan.

S uređajem za brisače pričvršćenim na ovu točku, omogućilo bi se da se briše toliko dugo, da uključeni ostane pritisnut.

Sustav brisača ponekad zahtijeva značajku odgode za omogućavanje nekoliko minuta brisanja prije zaustavljanja.

Uz malu preinaku, gornji krug može se jednostavno pretvoriti u sklop za odgodu isključenja.

Korištenje Mosfeta kao odgodnika vremena

Kao što je prikazano na donjem dijagramu, kondenzator se dodaje neposredno nakon prekidača i preko 1M otpora.

Kad je prekidač na trenutak UKLJUČEN, opterećenje se uključuje, a također se kondenzator puni i u njega pohranjuje naboj.

Video demonstracija

Kada se prekidač ISKLJUČI, opterećenje nastavlja primati snagu, jer pohranjeni napon u kondenzatoru održava napon vrata i drži ga uključenim.

Međutim, kondenzator se postupno prazni preko 1M otpornika i kad pad napona padne ispod 3V, MOSFET više nije u stanju zadržati i kompletni sustav se ISKLJUČUJE.

Razdoblje kašnjenja ovisi o vrijednosti kondenzatora i vrijednosti otpornika, povećavajući bilo koji od njih ili oboje proporcionalno povećava kašnjenje.

Izračunavanje kašnjenja

Za izračunavanje kašnjenja nastalog RC konstantom možemo se poslužiti sljedećom formulom:

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

V je prag Napon na kojem bi se MOSFET trebao samo ISKLJUČITI ili samo početi UKLJUČIVATI.
V0 je napon napajanja ili Vcc
R je otpor pražnjenja (Ω) koji je spojen paralelno s kondenzatorom.
C (Vrijednost kondenzatora (F) u primjerice 100uF)
t (vrijeme pražnjenja koje želimo izračunati)

želimo znati kašnjenje (t) = je^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

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

Primjer rješenja

Ako odaberemo vrijednost praga za uključivanje / isključivanje kapacitivnosti MOSFET-a kao 2,1 V, a napon napajanja 12 V, otpor 100 K i kondenzator 100 UF, kašnjenje nakon kojeg će se MOSFET isključiti moglo bi se približno izračunati rješavanjem jednadžbe kao naveden u nastavku:

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

t = 17,42 s

Tako iz rezultata nalazimo da će kašnjenje biti oko 17 sekundi

Izrada dugotrajnog mjerača vremena

Razmjerno dugo trajanje vremena može se dizajnirati pomoću gore objašnjenog mosfet koncepta za prebacivanje većih tereta.

Sljedeći dijagram prikazuje postupke njegove primjene.

Uključivanje dodatnog PNP tranzistora i nekoliko drugih pasivnih komponenata omogućuje krugu da produži trajanje kašnjenja. Mjerenja vremena mogu se prikladno prilagoditi promjenom kondenzatora i otpornika spojenih preko baze tranzistora.