Реле времени на полевом транзисторе: Реле времени на полевом транзисторе.

Содержание

Реле времени на полевом транзисторе.

Простое реле времени (или простое реле времени для начинающих 2) на биполярном транзисторе не сложно в изготовлении но на таком реле нельзя получить большие задержки. Длительность задержки определяет RC-цепь состоящая (для реле времени да биполярном транзисторе) из конденсатора, резистора в цепи базы и перехода база-эмиттер транзистора. Чем больше ёмкость конденсатора тем больше задержка. Чем больше суммарное сопротивление резистора в цепи базы и перехода база-эмиттер тем больше задержка. Увеличить сопротивление перехода база-эмиттер, для получения большой задержки, нельзя т.к. это неизменный параметр используемого транзистора. Сопротивление резистора в цепи базы нельзя увеличивать до бесконечности т.к. транзистору для открытия требуется ток, как минимум, в h31э меньший чем ток для необходимый для включения реле. Если например для включения реле требуется 100мА, h31э=100 то для открытия транзистора требуется ток базы Iб=1мА. Для открытия полевого транзистора с изолированным затвором большой ток не требуется, в данном случае можно даже пренебречь этим током и считать что ток для открытия такого транзистора не требуется.
Полевой транзистор с изолированным затвором управляется напряжением поэтому можно использовать RC цепь с любым сопротивлением и следовательно делать любые задержки. Рассмотрим схему:

Рисунок 1 — Реле времени на полевом транзисторе

Эта схема похожа на схему с биполярным транзистором из предыдущей стати только здесь вместо биполярного транзистора n-MOSFET (n канальный полевой транзистор с изолированным затвором (и индуцированным каналом)) и добавлен резистор (R1) для разряда конденсатора C1. Резистор R3 не обязателен:

Рисунок 2 — Реле времени на полевом транзисторе без R3

Полевые транзисторы с изолированным затвором могут быть испорчены статическим электричеством поэтому с ними нужно обращаться аккуратно: стараться не касаться вывода затвора руками и заряженными предметами, по возможности заземлять вывод затвора и т.д. 

Процесс проверки транзистора и готового устройства показан на видео:

Т.к. на параметры RC цепи пренебрежимо мало влияют параметры транзистора то расчёт длительности задержки осуществить достаточно несложно. В данной схеме на длительность задержки по прежнему влияет длительность удерживания кнопки и чем меньше сопротивление резистора R2 тем слабее это влияние, но не стоит забывать о том что этот резистор нужен для ограничения тока в момент замыкания контактов кнопки, если его сопротивление сделать слишком низким или заменить перемычкой то при нажатии на кнопку может выйти из строя блок питания или сработать его защита от к.

з. (если она есть), контакты кнопки могут приплавиться друг к другу, к тому же данный резистор ограничивает ток при установке резистором R1 минимального сопротивления. Резистор R2 также понижает напряжение (UCmax) до которого заряжается конденсатор C1, при нажатой кнопке SB1, что приводит к уменьшению длительности задержки. Если сопротивление резистора R2 низкое то на длительность задержки оно влияет незначительно. На длительность задержки влияет напряжение на затворе относительно истока при котором транзистор закрывается (далее напряжение закрытия). Для расчёта длительности задержки можно воспользоваться программой: 



КАРТА БЛОГА (содержание)

Реле времени на полевом транзисторе схема

Реле времени, собрано на одном мощном кремниевом транзисторе типа КТА. Установку выдержки времени производят с помощью резисторов R1 и R2, при этом выдержки времени получаются от 1 до 60 секунд. Устройство работает следующим образом. После нажатия кнопки SW1 происходит заряд конденсатора С1 до величины напряжения источника питания. Отжатие кнопки приводит к разряду конденсатора С1 на цепь, состоящую из резисторов R


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простое реле времени!!!Своими руками.

Реле времени своими руками: как собрать самостоятельно (пример изготовления)


Они избавляют нас от утомительной задачи постоянно смотреть на часы. Таймер автоматической стиральной машины, например, позволяет управлять продолжительностью стирки, полоскания и сушки белья. Другие таймеры, напротив, начинают отсчет времени под действием входного сигнала и осуществляют один единственный цикл. Для того чтобы еще раз повторить цикл, нужно повторно аннулировать стереть программу и подать на прибор управляющий входной сигнал.

Основной принцип действия схем таймеров. Работа большинства из них основана на принципе медленной или быстрой перезарядки конденсатора. Наиболее простое решение приведено на рис. Детектор порогового уровня контролирует напряжение U c конденсатора. Если оно достигает порогового значения, выдается соответствующий сигнал.

Описать этот процесс довольно просто. На рис. Основной принцип действия конденсаторных таймерных схем:. Схема, обеспечивающая постоянный зарядный ток, изображена на рис. Напряжение U a между источником питания и базой транзистора Т зависит от сопротивлений резисторов R 1 и R 2, а также от положения потенциометра Р. Практически применяемые схемы таймеров. Схема на рис. Изменяя постоянную времени, можно получить время запаздывания от менее чем 1 с, до более чем 20 мин.

Транзистор Т1 приводит в действие реле. Выход, таким образом, гальванически отделен от время-задающей цепи и поэтому пригоден для подключения различных нагрузок. Когда включается переключатель K, он накоротко замыкает конденсатор С1, и напряжение контакта 3 операционного усилителя возрастает до значения питающего напряжения, в результае чего реле срабатывает.

Карманный таймер, изображенный на рис. По истечении установленного времени он издает звуковой сигнал. Таймер целесообразно снабдить кнопкой для облегчения установки на начало отсчета.

В карманных таймерах интегральные микросхемы типа или работают в качестве моностабильного или самовозбуждающегося мультивибратора. После этого конденсатор С4 в новом время-задающем цикле начинает заряжаться. Случайное нажатие кнопки G 1 не влияет на этот процесс. Во время подачи сигнала он возрастает до 20 мА. Для задержки 30 мин, например, расчетное значение сопротивления составляет 6 МОм. Указанные номиналы позволяют произвольно менять временной диапазон от 30 с до 10 мин,. Напряжение на базе транзистора 77 определяется резисторами Rl , R 2 и потенциометром Р1.

Схема обладает двумя диапазонами времени задержки. Очень важно, чтобы детектор порогового уровня не влиял на процесс заряда конденсаторов, для этого он должен обладать большим входным сопротивлением, что обеспечивается каскадом на полевом транзисторе Т2.

На резисторе R 4 появляется нарастающее напряжение Uci или Uc 2. Печатная плата таймера, изображенного на рис. После этого транзисторы ТЗ и Т4 быстро отпираются и реле, находящееся в коллекторной цепи транзистора Т4, срабатывает. Включение и выключение различных устройств происходит через контакты реле j1 и j 2. Возможно и автономное питание от трех батареек, по 4,5 В каждая, включенных последовательно между точками а и б.

С их помощью на базу транзистора Т5 подается опорное напряжение 12 В. Можно использовать любой тип реле с током срабатывания 40 — мА при напряжении 8 — 10 В. Печатная плата и монтажная схема приведены на рис. Проверку схемы производят с помощью секундомера. Затем градуируют шкалу потенциометра Р1 на передней панели. Время задержки может быть изменено путем замены следующих элементов:.

Сопротивление потенциометра, кОм. Монтажная схема таймера, изображенного на рис. О срабатывании реле сигнализирует светодиод LED 1.

Точки присоединения А, В и С соответствуют показанным на рис. До тех пор, пока напряжение конденсатора С1 или С2 не достигнет уровня переключения транзистора ТЗ см. Потенциалы точек А и В в это время примерно равны. Следовательно, транзисторы Т1 и Т2 рис. При достижении уровня открывания потенциал точки Л изменяется от 0 до 12 В и транзистор 77 открывается. Если резисторы R 3 и R 2 выбраны правильно, на последнем наблюдается падение напряжения 4 В.

Через однопереходный транзистор ТЗ конденсатор периодически разряжается, так что на нем получается пилообразное напряжение 4 В. Печатная плата а и монтажная схема б сигнализатора, изображенного на рис. Очень выгодно использовать в домашних условиях таймерную хронирующую схему рис.

С ее помощью можно автоматически выключать какие-либо приборы, установки. Утром, например, можно спокойно уйти из дома: таймер выключит радио, когда истечет установленное время задержки. Если напряжение на входе полевого транзистора меньше напряжения его закрывания, этот транзистор открыт, а транзистор Т2 закрыт, и питание реле J прекращается. При нажатии кнопки G 1 через контакт Gla разряжается конденсатор С1, a G 16 подает питающее напряжение на схему таймера и на устройство управления, шунтируя релейный контакт j.

В схеме на рис. Выходной каскад, построенный на транзисторе Т5, управляется коллектором транзистора ТЗ бистабильного мультивибратора. Импульс прямоугольной формы с амплитудой 4 В на коллекторе транзистора Т2 дифференцируется при помощи конденсатора С2 и резистора R 3. Подробно с работой схемы можно познакомиться по рис.

В том случае, когда замыкают переключатель K1, начинается процесс заряда конденсатора С1 через резисторы R 2 и R 3. При постепенном заряде конденсатора С1 напряжение на резисторе R 2 уменьшается по экспоненте. С учетом наложения импульсов на резисторе R 2 получается такая форма напряжения, как изображено на рис.

Благодаря этому транзистор Т5 открывается и реле в коллекторной цепи срабатывает. Существенным преимуществом схемы с наложением импульсов является то, что благодаря запирающему диоду D 1 между времязапирающей частью и усилителем нет гальванической связи. Максимальное время задержки составляет 5 мин. При нажатии кнопки G1 конденсатор С1 разряжается.

Градуировку шкалы осуществляют по секундомеру. Здесь также использована интегральная микросхема таймера типа NE При помощи трехпозиционного переключателя К1 могут быть установлены интервалы времени 10, 60 с и 5 мин.

Схема работает от напряжения питания 12 В. Администрация Механический Электроника авиация автомобиль сооружения биологии география дом в саду история литература маркетинг математике медицина музыка образование психология разное художественная культура экономика.

Механический Электроника авиация автомобиль сооружения. Поверхностное натяжение. Работа и мощность тока. Закон Джоуля — Ленца. Особенности разрушения композитов. Принцип работы ВЧИ-плазмотрона. Прессовые формовочные машины. С, мкФ. ДЗ, кОм. Время задержки.


Устройства выдержки больших интервалов времени

Было 3 варианта: 1. Готовый блок управления за деньги. Самосборная приблуда на транзисторах и конденсаторах. Самосборная приблуда на цифровом таймере. Хотелось и чесалось бесплатно и что-то своими руками собрать. Решил собрать реле задержки включения на микросхеме NE

Пример схемы реле задержки включения на полевом транзисторе 2N показан на рис. 3. Реле K1 — импортное серии BT с обмоткой.

Реле времени схемы

Простое реле времени на одном транзисторе типа П14 может пригодиться для переключения елочной иллюминации или как мигалка на одном транзисторе или других целей схема взята из какого-то старого журнала и транзистор П14, естественно, может быть заменен современным, соответствующей структуры. Схема простейшего реле времени. Для удобства питания реле осуществляется от сети. Выпрямление переменного напряжения производится диодом Д7Г. Напряжение питания снимается с делителя R1R2. Потребляемая мощность составляет 6—8 вт. Питание реле времени на одном транзисторе может осуществляться и от низковольтного источника питания, имеющего напряжение 12—15 в, при этом схема упрощается за счет исключения диода, конденсатора С1и делителя R1R2, а потребляемая мощность в этом cлучае составляет 75— мвт.

Таймер для автоматического отключения сетевой нагрузки

Простое реле времени на одном транзисторе типа П14 может пригодиться для переключения елочной иллюминации или как мигалка на одном транзисторе или других целей схема взята из какого-то старого журнала и транзистор П14, естественно, может быть заменен современным, соответствующей структуры. Схема простейшего реле времени. Для удобства питания реле осуществляется от сети. Выпрямление переменного напряжения производится диодом Д7Г. Напряжение питания снимается с делителя R1R2.

Как сделать реле времени выключения и включения на 24 v постоянного тока на машину на стекло очеститель.

Электротехника. Схема простого реле времени на реле

На данной странице описаны несколько схем реле времени, они просты в изготовлении и позволяют управлять мощной нагрузкой, диапазон выдержки времени секунд и минут. При отпускании SB1 конденсатор начинает разряжаться через R4 R5. Отрицательное напряжение с конденсатора поступает на затвор VT1 и закрывает его, VT2 открывается и срабатывает реле. После разрядки конденсатора до напряжения отсечки VT1, он начинает открываться, Vt2 закрывается и реле обесточивается. Возможно применение других реле на напряжение обмотки 12В и ток срабатывания более мА. Другое реле времени предназначено для автоматического выключения нагревательных приборов осветительных мощностью до Вт.

Простые реле времени

Попросили меня сделать реле для задержки выключения парковочной камеры. Нужно потому что при выключении задней передачи камера сразу выключается, поскольку запитана от лампы заднего хода, и после одновременного выключения, отказывается потом включаться, в подробности не вдавался. Чтобы все работало, нужно камере дать секунд на корректное выключение. В общем сделал простую схему таймера на реле и полевом транзисторе. Использовать можно и для других нужд.

Реле времени,таймер задержки на полевом транзисторе. В исходном состоянии,когда кнопка не нажата,схема потребляет ток меньше 1мА, нагрузка.

Реле времени на полевом транзисторе U199

Они избавляют нас от утомительной задачи постоянно смотреть на часы. Таймер автоматической стиральной машины, например, позволяет управлять продолжительностью стирки, полоскания и сушки белья. Другие таймеры, напротив, начинают отсчет времени под действием входного сигнала и осуществляют один единственный цикл. Для того чтобы еще раз повторить цикл, нужно повторно аннулировать стереть программу и подать на прибор управляющий входной сигнал.

Автор предлагает вниманию читателей несколько простых устройств выдержки времени из доступных деталей. Эти устройства — аналоговые с времязадающими RC-цепями. В них применены схемные решения, позволяющие увеличить длительность формируемых интервалов времени. На рис. При нажатии на кнопку SB1 на управляющий вход стабилизатора DA1 через резисторы R1 и R3 поступает напряжение, близкое к напряжению питания, вследствие чего стабилизатор замыкает цепь обмотки реле K1. Контакты K1.

Реле времени, или как сейчас говорят, таймеры, в простом случае имеют всего несколько элементов на схеме. Но при своей простоте, это очень важные элементы схем.

Забыли пароль? Устройство, схема которого показана на рис. Интервал времени работы при настройке может быть установлен в диапазоне от десятков секунд до 40 минут. Это время определяется номиналами элементов R2-C1. Для указанных на схеме составляет 45 с, а при увеличении емкости С1 до мкФ К на 25 В — около 30 мин. Схема питается от сети через цепь нагрузки. В данном случае ею является лампа EL1.

Активизировать и отключать бытовую технику можно без присутствия и участия пользователя. Что делать, если точно так же хочется управлять устаревшим оборудованием? Запастись терпением, нашими советами и сделать реле времени своими руками — поверьте, этой самоделке найдется применение в хозяйстве.


Реле времени на полевом транзисторе своими руками

Тогда как транзистором регулируют ток в линейных БП? Удачи и вкусного пива! Подарки своими руками Поделки с детьми! Handmade diy Декор своими руками Трафаретная роспись разноса Мастеркласс от Base of Art ru wwwyoutubecomresults?


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простое реле времени своими руками

Реле времени для споттера своими руками


Они избавляют нас от утомительной задачи постоянно смотреть на часы. Таймер автоматической стиральной машины, например, позволяет управлять продолжительностью стирки, полоскания и сушки белья. Другие таймеры, напротив, начинают отсчет времени под действием входного сигнала и осуществляют один единственный цикл. Для того чтобы еще раз повторить цикл, нужно повторно аннулировать стереть программу и подать на прибор управляющий входной сигнал.

Основной принцип действия схем таймеров. Работа большинства из них основана на принципе медленной или быстрой перезарядки конденсатора.

Наиболее простое решение приведено на рис. Детектор порогового уровня контролирует напряжение U c конденсатора.

Если оно достигает порогового значения, выдается соответствующий сигнал. Описать этот процесс довольно просто. На рис. Основной принцип действия конденсаторных таймерных схем:. Схема, обеспечивающая постоянный зарядный ток, изображена на рис.

Напряжение U a между источником питания и базой транзистора Т зависит от сопротивлений резисторов R 1 и R 2, а также от положения потенциометра Р. Практически применяемые схемы таймеров. Схема на рис. Изменяя постоянную времени, можно получить время запаздывания от менее чем 1 с, до более чем 20 мин.

Транзистор Т1 приводит в действие реле. Выход, таким образом, гальванически отделен от время-задающей цепи и поэтому пригоден для подключения различных нагрузок. Когда включается переключатель K, он накоротко замыкает конденсатор С1, и напряжение контакта 3 операционного усилителя возрастает до значения питающего напряжения, в результае чего реле срабатывает. Карманный таймер, изображенный на рис.

По истечении установленного времени он издает звуковой сигнал. Таймер целесообразно снабдить кнопкой для облегчения установки на начало отсчета. В карманных таймерах интегральные микросхемы типа или работают в качестве моностабильного или самовозбуждающегося мультивибратора.

После этого конденсатор С4 в новом время-задающем цикле начинает заряжаться. Случайное нажатие кнопки G 1 не влияет на этот процесс. Во время подачи сигнала он возрастает до 20 мА. Для задержки 30 мин, например, расчетное значение сопротивления составляет 6 МОм. Указанные номиналы позволяют произвольно менять временной диапазон от 30 с до 10 мин,.

Напряжение на базе транзистора 77 определяется резисторами Rl , R 2 и потенциометром Р1. Схема обладает двумя диапазонами времени задержки. Очень важно, чтобы детектор порогового уровня не влиял на процесс заряда конденсаторов, для этого он должен обладать большим входным сопротивлением, что обеспечивается каскадом на полевом транзисторе Т2.

На резисторе R 4 появляется нарастающее напряжение Uci или Uc 2. Печатная плата таймера, изображенного на рис. После этого транзисторы ТЗ и Т4 быстро отпираются и реле, находящееся в коллекторной цепи транзистора Т4, срабатывает. Включение и выключение различных устройств происходит через контакты реле j1 и j 2. Возможно и автономное питание от трех батареек, по 4,5 В каждая, включенных последовательно между точками а и б.

С их помощью на базу транзистора Т5 подается опорное напряжение 12 В. Можно использовать любой тип реле с током срабатывания 40 — мА при напряжении 8 — 10 В.

Печатная плата и монтажная схема приведены на рис. Проверку схемы производят с помощью секундомера. Затем градуируют шкалу потенциометра Р1 на передней панели. Время задержки может быть изменено путем замены следующих элементов:. Сопротивление потенциометра, кОм. Монтажная схема таймера, изображенного на рис.

О срабатывании реле сигнализирует светодиод LED 1. Точки присоединения А, В и С соответствуют показанным на рис. До тех пор, пока напряжение конденсатора С1 или С2 не достигнет уровня переключения транзистора ТЗ см.

Потенциалы точек А и В в это время примерно равны. Следовательно, транзисторы Т1 и Т2 рис. При достижении уровня открывания потенциал точки Л изменяется от 0 до 12 В и транзистор 77 открывается. Если резисторы R 3 и R 2 выбраны правильно, на последнем наблюдается падение напряжения 4 В. Через однопереходный транзистор ТЗ конденсатор периодически разряжается, так что на нем получается пилообразное напряжение 4 В. Печатная плата а и монтажная схема б сигнализатора, изображенного на рис.

Очень выгодно использовать в домашних условиях таймерную хронирующую схему рис. С ее помощью можно автоматически выключать какие-либо приборы, установки. Утром, например, можно спокойно уйти из дома: таймер выключит радио, когда истечет установленное время задержки.

Если напряжение на входе полевого транзистора меньше напряжения его закрывания, этот транзистор открыт, а транзистор Т2 закрыт, и питание реле J прекращается. При нажатии кнопки G 1 через контакт Gla разряжается конденсатор С1, a G 16 подает питающее напряжение на схему таймера и на устройство управления, шунтируя релейный контакт j. В схеме на рис. Выходной каскад, построенный на транзисторе Т5, управляется коллектором транзистора ТЗ бистабильного мультивибратора. Импульс прямоугольной формы с амплитудой 4 В на коллекторе транзистора Т2 дифференцируется при помощи конденсатора С2 и резистора R 3.

Подробно с работой схемы можно познакомиться по рис. В том случае, когда замыкают переключатель K1, начинается процесс заряда конденсатора С1 через резисторы R 2 и R 3.

При постепенном заряде конденсатора С1 напряжение на резисторе R 2 уменьшается по экспоненте. С учетом наложения импульсов на резисторе R 2 получается такая форма напряжения, как изображено на рис.

Благодаря этому транзистор Т5 открывается и реле в коллекторной цепи срабатывает. Существенным преимуществом схемы с наложением импульсов является то, что благодаря запирающему диоду D 1 между времязапирающей частью и усилителем нет гальванической связи. Максимальное время задержки составляет 5 мин. При нажатии кнопки G1 конденсатор С1 разряжается. Градуировку шкалы осуществляют по секундомеру.

Здесь также использована интегральная микросхема таймера типа NE При помощи трехпозиционного переключателя К1 могут быть установлены интервалы времени 10, 60 с и 5 мин.

Схема работает от напряжения питания 12 В. Администрация Механический Электроника авиация автомобиль сооружения биологии география дом в саду история литература маркетинг математике медицина музыка образование психология разное художественная культура экономика. Механический Электроника авиация автомобиль сооружения. Поверхностное натяжение. Работа и мощность тока. Закон Джоуля — Ленца. Особенности разрушения композитов.

Принцип работы ВЧИ-плазмотрона. Прессовые формовочные машины. С, мкФ. ДЗ, кОм. Время задержки.


электронное реле времени своими руками из транзистора и реле

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции. Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:.

Самый простой вариант — использовать схему реле времени всего на одном транзисторе.

Автоматический таймер-реле времени на полевом транзисторе своими руками.

Пожалуй, даже далёкий от электроники человек слышал, что существует такой элемент, как реле. Простейшее электромагнитное реле содержит в себе электромагнит, при подаче на который напряжения происходит замыкание двух других контактов. С помощью реле мы может коммутировать довольно мощную нагрузку, подавая или наоборот, снимая напряжение с управляющих контактов. Наибольшее распространение получили реле, управляющиеся от ти вольт. Также встречаются реле на напряжение 3, 5, 24 вольта. Вернуться назад 1 2 3 4 5. Установите галочку:. Комментарии 7.

Реле времени на 1 транзисторе

Споттер для рихтовки идеально подходит для аккуратной работы с вмятинами и повреждениями корпуса авто. Минимальные подготовительные работы с элементами машины, восстановление до первозданной формы, и быстрая последующая обработка места под покраску, поспособствовали внедрению этого устройства во все СТО и мастерские. Но при работе в собственном гараже нет смыла покупать дорогой аппарат. Взамен магазинного, можно изготовить самодельный споттер. Для этого необходимо знать как собрать трансформатор, чем манипулировать напряжением для импульса, и из чего сделать рабочие элементы.

Они избавляют нас от утомительной задачи постоянно смотреть на часы.

Таймеры и реле времени

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно.

Домашняя электроника

Известно, что инверторы микросхемы, на которых собирается генератор по схеме, приведённой в книге Бирюкова С. Введение дополнительного инвертора на транзисторе VT3 повысило стабильность работы задающего генератора и сделало возможным его самовозбуждение при указанных на схеме параметрах времязадающей цепи. Выдержку времени таймера на выключения нагрузки задают переменным резистором R15 по шкале, нанесённой на корпус таймера. В положении его движка, соответствующем минимальному нулевому сопротивлению при разомкнутых контактах переключателя SA1, частота генератора — около Гц, выдержка — 10 мин. Если же движок установлен в положение максимального сопротивления, частота генератора понижается примерно до Гц, а выдержка возрастает до 60 мин. При замыкании контактов переключателя SA1 во времязадающую цепь включается конденсатор С7 и максимальная частота генератора уменьшается с до Гц, минимальная выдержка увеличивается до 1 ч, а максимальная — примерно до 6 ч.

Эта схема похожа на схему с биполярным транзистором из предыдущей Рисунок 2 — Реле времени на полевом транзисторе без R3.

Как сделать реле времени своими руками?

Как сделать реле времени выключения и включения на 24 v постоянного тока на машину на стекло очеститель. Подскажите какой ток потребления у Ваших схем, после разряда конденсатора, т. И какую схему выбрать? Мне нужно мА и задержка откл.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 5 ПРОСТЫХ СХЕМ РЕЛЕ с ЗАДЕРЖКОЙ Уникальный Пневмо Выключатель!

На рисунке показана схема простого реле времени на NE При указанных элементах реле времени работает в интервале времени от 1 до секунд. Время срабатывания реле задается потенциометром R2. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

В современном оборудовании часто необходим таймер, т.

3 идеи сборки реле времени своими руками

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина! Реле для поворотников своими руками.

Как сделать реле времени 220в своими руками

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции. Первое считается самостоятельным прибором.


Простая схема реле времени, задержки выключения нагрузки на одном полевом транзисторе, как ее сделать.

Порой возникает необходимость в выключении тех или иных электронных устройств через определенный промежуток времени в автоматическом режиме. К примеру, всем известный электронный мультиметр типа DT830 (самая простая модель тестера) не имеет внутри себя автоматического выключения. И когда забываешь после измерений его выключать, то к следующему измерению его батарейка уже успевает полностью разрядится. Естественно, это нуждается в доработке. В более дорогостоящих мультиметрах такая функция имеется, и если тестером не пользуешься несколько минут, то он автоматически выключается. Вот эту схему, что я предлагаю на Ваше рассмотрение, как раз и можно использовать для подобных случаев. И как видно сама схема автоматического выключения электрической нагрузки через заданное время очень проста.

Ну, а для новичков поясню сам принцип действия этой схемы. Итак, по сути эта схема является схемой самого обычного реле времени, только роль реле тут выполняет полевой транзистор n-типа, с индуцируемым каналом. Как известно, полевые транзисторы подобного типа имеют три вывода – затвор, исток и сток. Канал сток-исток является силовым, через который протекает основной ток относительно большой величины.

И в изначальном состоянии, когда между управляющим каналом затвор-исток нет нужного напряжения, этот полевой транзистор закрыт. В таком состоянии его силовой переход имеет бесконечно большое сопротивление. Но как только мы подадим на управляющий канал затвор-исток нужное напряжение, то силовой канал откроется. Именно у этого транзистора (BS170), что стоит в схеме, сопротивление канала сток-исток в полностью открытом состоянии равно 5 Ом. Что для небольших нагрузок является крайне незначительным сопротивлением.

Основные характеристики полевого транзистора BS170:

» тип проводимости – n-канальный;
» максимальный ток сток-исток – до 0,5 А;
» максимальная рассеиваемая мощность – 0,83 Вт;
» пороговое напряжение открытия транзистора – 3 В;
» максимальное напряжение между сток-исток – до 60 В;
» максимальное напряжение между затвор-исток – до 20 В;
» сопротивление канало сток-исток в открытом состоянии – 5 Ом;
» максимальная температура канала – 150 °C;

Итак, на вход схемы автоматического отключения нагрузки подается постоянное напряжение от источника питания (к примеру 9 вольтовой батарейки). Плюс с входа сразу идет на выход схемы. А вот минус входа проходит через силовой переход сток-исток полевого транзистора, который в изначально состоянии полностью закрыт и не проводит через себя ток. То есть, изначально на выходе схемы отсутствует напряжение для питания нагрузки. Чтобы транзистор открылся, мы должны на его затвор подать положительный потенциал, а на исток отрицательный. Минус сразу подается на исток от источника питания, а вот плюс проходит через нормально разомкнутый выключатель B1. Параллельно управляющему переходу транзистора стоят электролитический конденсатор и подстроечный (или можно взять переменный) резистор.

Когда мы кратковременно нажимаем  переключатель B1, то полюс от источника питания поступает на затвор полевика и открывает его. При этом также происходит быстрая зарядка емкости конденсатора C1. И когда уже кнопка B1 отпущена, и через нее плюс не подается на затвор, то транзистор остается открытым из-за наличия электрического заряда на конденсаторе. Ну, а чтобы был эффект реле времени в данной схеме, то есть произошло закрытие полевого транзистора через определенное время, параллельно конденсатору стоит сопротивление, которое с некоторой скоростью разряжает его. И чем меньше будет сопротивление R1, тем быстрее разрядится конденсатор и закроется полевой транзистор.

В итоге работа схемы такова. Изначально на выходе схемы напряжения питания нагрузки отсутствует. Мы кратковременно нажимает переключатель B1. Конденсатор заряжается, а транзистор открывается, на выходе схемы появляется напряжение питания нагрузки. Поскольку резистор разряжает конденсатор, то спустя определенное время, когда величина напряжения на конденсаторе достигнет порогового уровня закрытия полевого транзистора VT1 (а это 3 вольта), то транзистор закроется и на выходе схемы пропадет напряжение питания нагрузки. Вот такая простая работа у данной схемы. Причем стоит заметить, что время ожидания схемы перед закрытием полевика зависит как от резистора, так и от емкости конденсатора. Чем больше будет емкость у конденсатора C1, и чем меньше сопротивление резистора R1, тем это время будет больше. Само же время может быть от нуля до очень много (часы, а то и больше).

Эта схема реле времени на полевом транзисторе может работать с нагрузками, у которых ток потребления до пол ампера (0,5 А). Поскольку такой максимальный ток имеет силовой переход полевого транзистора. Если этого тока Вам будет мало, то просто стоит в схему поставить другой полевой транзистор подобного типа с нужной величиной максимального тока силового перехода полевика. Естественно, при выборе обращайте внимание на сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии. По возможности его сопротивление должно быть как можно меньше. Это положительно повлияет на экономию электроэнергии и уменьшит нагрев транзистора при его работе.

Помимо этого учтите, что обычно у полевых транзисторов подобного типа максимальное напряжение перехода затвор-исток около 20 вольт. Это значит, что напряжение питания на входе схемы не должно превышать этого значения, поскольку в противном случае полевик попросту выйдет из строя. Если все же имеется такая необходимость в напряжении более 20 вольт, то параллельно переходу затвор-исток нужно поставить стабилитрон, который будет ограничивать напряжение на данном переходе полевика, что защитит его от выхода из строя. Ну, и конденсатор C1 должен быть рассчитан на напряжение чуть более, чем напряжение на входе схемы. Иначе, он также может испортится.

Видео по этой теме:

P.S. Естественно, данную схему автоматического выключения электронной нагрузки через заданное время можно использовать не только для мультиметров. Как я сказал вначале, это аналого схемы обычного реле времени, только вместо реле тут стоит полевой транзистор. Так что схема может работать с любыми электрическими, электронными нагрузками постоянного тока, которые нуждаются в автоматическом отключении через нужный интервал времени.

Стабильное реле времени на полевом транзисторе

ФОТО – И КИНОЛЮБИТЕЛЯМ

Г. Дриневский

СТАБИЛЬНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Рассматриваемое устройство обеспечивает достаточ­но стабильное для фотопечати время экспозиции. Прин­ципиальная схема реле времени изображена на рис. 1. Его работа основана на перезарядке конденсатора С1. В исходном состоянии транзистор V2 открыт и нахо­дится в режиме слабого насыщения. Напряжение сток-исток близко к нулю, вследствие чего транзисторы V3 и VI закрыты. При этом контакты реле К1 нормально замкнуты и напряжение сети 220 В на лампу фотоуве­личителя не подается. Времязадающий конденсатор С1 заряжен через цепь R1 и переход затвор-исток транзи­стора V2 до напряжения, близкого к напряжению пита­ния Eп. Потенциал затвора транзистора V2 в устано­вившемся режиме близок к нулю. Для подготовки фото­Увеличителя к работе (установка размера и освещенности изображения, наведение на резкость и т. д.) использу­ется тумблер S2, с помощью которого напряжение 220 В поступает на фотоувеличитель.

Рис. 1. Принципиальная схема реле времени

Рис. 2. Лицевая панель устройства

При кратковременном нажатии на кнопку S1 левая (по схеме) обкладка конденсатора С1 соединяется с корпусом и транзистор V2 закрывается отрицательным напряжением. Возникающий в цепи стока транзистора V2 положительный скачок напряжения через ускоряющий конденсатор С2 открывает транзистор V3 и при пра­вильном выборе элементов R2 и R8 — транзистор VI. Сопротивления резисторов R2, R6R8 выбираются та­кими, чтобы обеспечить режим насыщения транзистора VI и режим, близкий к насыщению, транзистора V3. Срабатывает реле К.1, и напряжение сети поступает на фотоувеличитель. Транзистор VI шунтирует кнопку 57. Разрядка конденсатора С1 происходит вначале через замкнутые контакты кнопки S1, а после ее отпускания — через открытый транзистор VI, резисторы R4, R3 и источник питания. Как только напряжение на конденса­торе С1 станет меньше напряжения отпирания полевого транзистора, начнется лавинообразный процесс, в ре­зультате которого транзистор V2 откроется, а транзи­сторы VI и V3 закроются. При этом контакты реле К.1 вернутся в нормально замкнутое положение, конденсатор С1 снова зарядится до напряжения, примерно равного Еп. Так как сопротивление резистора R1 много меньше суммы сопротивлений резисторов R4 и R3, а сопротив­ление р — n перехода V2 и внутреннее сопротивление источника питания значительно меньше R1, то время зарядки конденсатора С1 (время восстановления исход» ного состояния) будет очень малым.

Время включенного состояния (время экспозиции) определяется постоянной времени цепи разрядки кон­денсатора С1. Пренебрегая внутренними сопротивления­ми источника питания и насыщенного транзистора VI, определим постоянную времени разрядки конденсатора С1:

Рассмотрим некоторые соображения по выбору этих элементов. Суммарное сопротивление резисторов R3 и R4 ограничено снизу допустимым прямым током через р — n переход транзистора V2, и в данном случае со­ставляет величину около 100 кОм.

Сопротивление резистора R3 ограничено сверху то­ком утечки конденсатора С1 и обратным током затвора транзистора V2. Для уменьшения влияния этих токов на процесс перезарядки С1 примем

ip= 100 (iзобр + iу),

где iр — ток разрядки конденсатора Cl; i3 обр — обрат­ный ток затвора транзистора V2; iy — ток утечки кон­денсатора С1.

При температуре 20+5° С и влажности до 95% обратный ток затвора транзистора КПЗОЗА меньше или равен 10 нА, а для конденсаторов МБ ГО емкостью до 10 мкФ ток утечки iy < 40 нА. Отсюда находим, что максимальное сопротивление резистора R3 равно:

При Еп = 20 В, Rз. макс < 4М0М.

Тогда для времени экспозиции от 1 до 30 с емкость конденсатора С1 должна быть менее 10 мкФ (от 0,25 до 8 мкФ).

Время экспозиции плавно регулируется потенцио­метром R3, при использовании потенциометра R3 с ли­нейной шкалой регулировка времени экспозиции будет также линейной.

Конструкция устройства представлена на рис. 2. Для обеспечения плавности установки времени экспозиции резистор R3 составлен из двух последовательно соеди­ненных потенциометров с сопротивлениями 3,3 МОм и 330 кОм. Первым обеспечивается грубая, а вторым — плавная регулировка.

Потенциометры регулировки времени экспозиции (R3), кнопка пуска реле (S1), тумблер блокировки реле (S2), держатель предохранителя (F1), фонарь лампы (HI), конденсатор С1 и розетка подключения фотоуве­личителя установлены непосредственно на корпусе. Остальные элементы монтируются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 100X53 мм (рис. 3). Снизу коробка закрывается крышкой. В каче­стве корпуса желательно использовать коробку из пластмассы с внутренними размерами не менее 150x90X30 мм. Необходимую гравировку можно выпол­нить либо непосредственно на коробке, либо на плотной бумаге, прикрыв ее сверху оргстеклом.

Рис. 3,а. Печатная плата

Рис. 3,6. Размещение деталей на плате

Данная конструкция реле времени рассчитана на использование внешнего источника питания, подключе­ние к которому осуществляется двухжильным проводом с разъемом на конце. (

Подключение сети 220 В осуществляется кабелем, заканчивающимся вилкой.

При разработке конструкции использованы потен­циометры СП4-2Ма, кнопка КМ1, тумблер МТЗ, фонарь ФШМ, держатель предохранителя ДПБ, розетка РД1.

Размеры и координаты отверстий для крепления эле­ментов на корпусе указаны на рис. 4.

В качестве транзисторов VI, V3 можно использовать любой кремниевый транзистор малой мощности с до­пустимым напряжением коллектор — эмиттер и коллек­тор — база не йенее выбранного напряжения источника питания Еп. В качестве транзистора V2 можно исполь­зовать транзисторы КП302 или КП303.

Рис. 4. Координаты отверстий для крепления элементов

Ниже приведены сопротивления резисторов схемы реле времени при использовании в схеме транзисторов КП3ОЗА, МП37Б и источника питания Еп = 20 В.

Номер резистора

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Сопротивление резистора, кОм

12

4,7

3300

100

12

4,7

4,7

0,062

220

Все резисторы мощностью рассеяния 0,25 Вт.

Конденсаторы (Л-МБГО; С2-КЛС; СЗ-К-50-6. Диод V4 Д223, реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.200), лампа HI TH-0,3.

Тип реле выбирается в зависимости от величины питающего напряжения Еп.

При этом допустимый ток коллектора транзистора V3 должен превышать ток срабатывания реле К1. Кон­такты реле должны быть рассчитаны на величину на­пряжения и тока управляемой цепи.

ББК 32.884.19

В80

Рецензент кандидат технических наук А. Г. Андреев

В помощь радиолюбителю: Сборник, Вып. 78/ В80. Сост. С. П. Балешенко.— М.: ДОСААФ, 1982.— 79 с, ил. 30 к.

Приведены принципиальные схемы и описания конструкций рач диотехнических устройств различной степени сложности. Для широкого круга радиолюбителей и специалистов.

2402020000—064

В————–87-82

072(02)—82

ББК 32.884.19

6Ф2.9

В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ

Выпуск 78

Составитель Сергей Павлович Балешенко

Редактор М. Е. Орехова

Художник В. А. Клочков

Художественный редактор Т. А. Хитрова

Технический редактор 3. И, Сарвина

Корректор Е. А. Платонова

ИБ № 1268.

Сдано в набор 10.02.82. Подписано в печать 17.06.82. Г-54221. Формат 84X108/32. Бумага газетная. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел п л. 4,2. Уч.-изд. л. 4,09. Тираж 700 000 экз. (I завод: 1—350 000 экз.) Зак 2—1935. Цена 30 к. Изд. № 2/г-164.

Ордена «Знак Почета» Издательство ДОСААФ СССР

129110, г. Москва, И-110, Олимпийский просп., 22.

Отпечатано с матриц Полиграфкомбината ордена «Знак Почета» издательства ЦК ЛКСМУ «Молодь» на Головном предприятии республиканского производ­ственного объединения «Полиграфкнига», 252057, г. Киев, Довженко, 3.

OCR Pirat

Устройства выдержки больших интервалов времени

Автор предлагает вниманию читателей несколько простых устройств выдержки времени из доступных деталей. Эти устройства — аналоговые с времязадающими RC-цепями. В них применены схемные решения, позволяющие увеличить длительность формируемых интервалов времени.

На рис. 1 представлена схема простого реле времени, собранного на микросхеме параллельного стабилизатора напряжения TL431ACLP (DA1). При нажатии на кнопку SB1 на управляющий вход стабилизатора DA1 через резисторы R1 и R3 поступает напряжение, близкое к напряжению питания, вследствие чего стабилизатор замыкает цепь обмотки реле K1. Контакты K1.1 срабо-
тавшего реле блокируют кнопку, которую теперь можно отпустить. Они же отключают резистор R1 от времязадающего конденсатора C1, который начинает заряжаться током, текущим через времязадающий резистор R2. Контакты реле K1.2 включают исполнительное устройство или выключают его.

По мере зарядки конденсатора напряжение на управляющем входе микросхемы DA1 относительно её анода уменьшается. Как только оно опустится ниже 2,5 В, ток через обмотку реле K1 уменьшится настолько, что реле отпустит якорь, возвратив исполнительное устройство в исходное состояние. Резистор R1 вновь будет подключён параллельно конденсатору C1 и разрядит его. Теперь можно ещё раз нажимать на кнопку SB1.

С элементами, типы и номиналы которых указаны на рис. 1, получена выдержка около 45 мин. Её можно изменить, подбирая конденсатор C1 и резистор R2. Но увеличивать сопротивление этого резистора не рекомендуется, так как при этом возрастает доля нестабильного тока управляющего входа микросхемы DA1 в токе зарядки конденсатора C1. Соответственно растёт нестабильность выдержки.

Рис. 1. Схема простого реле времени

 

Можно увеличить сопротивление резистора R2, одновременно повысив напряжение питания устройства вплоть до 30 В — максимального для микросхемы серии TL431. При этом и конденсатор C1 следует выбирать с номинальным напряжением, не меньшим напряжения питания. В качестве K1 нужно применить реле с рабочим напряжением обмотки, равным напряжению питания, либо включить последовательно с обмоткой реле, рассчитанной на меньшее напряжение, гасящий избыток напряжения стабилитрон. Ток обмотки реле не должен превышать 100 мА, допустимых для микросхемы серии TL431.

На рис. 2 показана ещё одна схема реле задержки включения или выключения исполнительного устройства, построенная на той же микросхеме. После перевода выключателя SA1 в положение «Включено» (верхняя по схеме группа его контактов замкнута, а нижняя разомкнута) начинается зарядка конденсатора C1 через резистор R2. Когда напряжение на конденсаторе превысит сумму напряжения стабилизации стабилитрона VD2 (5,6 В), порогового напряжения стабилизатора DA1 (2,5 В) и падения напряжения на резисторе R3 и диоде VD1, микросхема DA1 замкнёт цепь обмотки реле K1. Сработавшее реле изменит состояние исполнительного устройства. В этом состоянии устройство останется до тех пор, пока выключатель SA1 не будет возвращён в исходное выключенное состояние. При показанных на рис. 2 типах и номиналах элементов получена выдержка около одного часа.

Рис. 2. Схема реле задержки включения или выключения исполнительного устройства

 

В качестве пороговых элементов в подобных устройствах можно использовать не микросхему серии TL431, а полевой транзистор с изолированным затвором. Такие транзисторы имеют, как известно, предельно малый ток затвора. Это позволяет значительно увеличить выдержку, применяя времязадающие резисторы сопротивлением до нескольких мегаом и даже их десятков.

К тому же применение, например, полевого транзистора 2N7000 позволяет повысить напряжение питания до 60 В и использовать при необходимости электромагнитное реле с рабочим током обмотки до 250 мА. Но следует принять меры, чтобы напряжение между затвором и истоком транзистора не выходило из допустимого интервала от -20 В до +20 В.

Пример схемы реле задержки включения на полевом транзисторе 2N7000 показан на рис. 3. Реле K1 — импортное серии BT с обмоткой сопротивлением 62,5 Ом. При указанных на схеме номиналах элементов получена выдержка около шести часов. Большую часть интервала выдержки устройство практически не потребляет ток от источника питания. Но в последней трети этого интервала ток плавно нарастает до тока срабатывания реле K1. В этом промежутке времени транзистор VT1 находится в активном режиме и на нём рассеивается довольно значительная мощность, достигающая максимума (в рассматриваемом случае около 150 мВт) примерно в середине промежутка, а затем спадающая.

Рис. 3. Схема реле задержки включения на полевом транзисторе 2N7000

 

После срабатывания реле K1 ток продолжает нарастать до значения, равного разности напряжения питания устройства и напряжения стабилизации стабилитрона, делённой на сопротивление обмотки реле. Достигнув его, он остаётся таким до выключения реле времени выключателем SA1.

В устройстве, схема которого изображена на рис. 4, использована та же идея, что и в предыдущем, но для уменьшения тока, потребляемого после срабатывания, применено поляризованное реле с двумя устойчивыми состояниями РПС20 исполнения РС4.521.751. Оно имеет две группы контактов на переключение.

Рис. 4. Схема реле

 

После нажатия на кнопку SB1 напряжение, поступающее через резистор R1 и делитель напряжения R2R3 на затвор полевого транзистора VT1, открывает этот транзистор. Напряжение, поданное на левую по схеме обмотку реле K1, переводит его подвижные контакты в нижнее по схеме положение, чем блокирует кнопку SB1 и разрешает зарядку конденсаторов C1 и C2.

Спустя некоторое время, требующееся для зарядки конденсатора C1, транзистор VT1 будет закрыт, а ток через левую обмотку реле прекратится, что не изменит состояние его контактов. После зарядки конденсатора C2 и достижения током стока транзистора VT2 значения, достаточного для перевода правой обмоткой реле его контактов в исходное (верхнее по схеме) положение, к времязадающим конденсаторам будут подключены разрядные резисторы R1 и R5, а питание от устройства будет отключено. Теперь оно не потребляет тока и после разрядки конденсаторов готово к следующему нажатию на кнопку SB1.

Очевидно, предельная выдержка времени устройствами, собранными по схемам, изображённым на рис. 3 и рис. 4, одинакова. Резисторы R2 и R3 в последнем выбирают такими, чтобы напряжение затвор-исток транзистора VT1 не превысило допустимого. Поскольку большая выдержка от узла на этом транзисторе не требуется, он может быть и биполярным. В этом случае резисторы R2 и R3 должны обеспечить, чтобы от зарядного тока конденсатора C1 транзистор VT1 находился в режиме насыщения.

На рис. 5 представлена схема генератора импульсов большой длительности, который можно использовать для периодического включения и выключения каких-либо приборов. По существу, это два устройства по рассмотренной ранее схеме рис. 3, образующие благодаря использованию поляризованного реле с двумя устойчивыми состояниями своеобразный мультивибратор. Длительность каждого из двух повторяющихся интервалов времени можно устанавливать независимо, подбирая элементы цепей R2C1 и R3C2.

Рис. 5. Схема генератора импульсов большой длительности

 

Следует отметить, что все описанные устройства для получения стабильной выдержки следует питать стабилизированным напряжением. Установка в них оксидных конденсаторов равных номиналов, но выпущенных в разное время разными производителями, даёт значительный разброс значений выдержки. Заметно влияют на выдержку токи утечки времязадающих конденсаторов и изменения температуры окружающей среды. Поэтому все указанные на схемах номиналы времязадающих элементов — ориентировочные. Их придётся подбирать при налаживании устройства.

Чтобы при проверке работы описанных устройств не ждать часами их срабатывания, рекомендуется временно заменить в них времязадающие резисторы другими, имеющими сопротивление в 100…1000 раз меньше указанного на схеме или расчётного. Лишь убедившись в работе устройства и замерив даваемую им выдержку, замените временные резисторы постоянными, увеличив их сопротивление во столько раз, во сколько требуемая выдержка больше измеренной. Но учтите, что при большом сопротивлении времязадающего резистора пропорциональность выдержки его сопротивлению может быть нарушена. Причина этого — влияние тока утечки конденсатора и входного тока микросхемы или биполярного транзистора.

Чтобы не пропустить момент окончания выдержки, в процессе налаживания удобно подключить к выходу реле времени пьезоизлучатель звука со встроенным генератором. В этом случае до его сигнала можно спокойно заниматься другими делами.    

Автор: М. Муратов, г. Уфа

электронное реле

Электронные реле

  При эксплуатации различных бытовых устройств мы часто задумывались о том, как эти машины понимают, что нужно отключиться, или включиться через определенное время или при достижении какой-то температуры. Эту роль в бытовом устройстве выполняет электронное реле, которое производит коммутацию различных электронных блоков (электродвигатели, нагревательные элементы и т. д.), в зависимости от требуемых условий: время, температура, уровень жидкости, влажность, акустика и многое другое. В последнее время широко применяются электронные реле на основе различных программируемых микроконтроллерах, достаточно высоко выполняющих свои функции. Устройства реле на дискретных элементах уходят в прошлое, однако порой они просто не заменимы. Да и разобраться в принципе работы электронных реле более понятно на основе простых устройств. В нашем случаи мы рассмотрим схему электронного реле времени на полевом и биполярном транзисторе. Схема достаточно проста в изготовлении и налаживании.

Главным компонентом данной схемы является одновибратор, собранный на транзисторах VT1 – VT3, один из которых является полевым. Максимальное время ожидания такой схемы составляет примерно 50 секунд при общем максимальном сопротивлении R2 и R3 – 1 Мом. Отклонение от максимального времени составляет всего 5%.

Принцип работы

  В исходном состоянии VT1 закрыт из-за падения напряжения на VD2, а VT3 и VT2 открыты (рис.1). При кратковременном нажатии на кнопку SA1 транзистор VT3 закроется, так как на базе будет положительный потенциал, а VT1 откроется и включит реле К1, которое своими контактами включит исполняемое устройство У. При этом полевой транзистор VT2 будет закрыт зарядным напряжением на конденсаторе C1. Такое состояние будет продолжаться до тех пор, пока конденсатор не разрядится на столько, чтобы открылся VT2. При открывании VT2 схема вернется в исходное состояние (VT2 и VT3 открыты, а VT1 закрыт). Таким образом, при кратковременном нажатии на SA1 исполняемое устройство У будет работать в течении максимального времени, определяемым номиналами резисторов R2 и R3.

  Простое реле времени, схема которого показана на рис.1 очень проста в повторении и не требует дефицитных деталей. Здесь применены: реле типа РЭС-42, биполярные транзисторы (VT1, VT3, VT4) типа МП42, полевой транзистор VT2 типа КП201А, но могут быть заменены на КП103 с любым индексом.

Реле времени с регулируемой выдержкой

  Недостатком вышеописанной схемы является очень малое время выдержки и составляет всего лишь около 1 минуты. Ниже рассмотрим схему, в которой устранены эти недостатки, и дополнительно, можно устанавливать различные пределы по времени. Схема электронного реле времени, которое позволяет устанавливать выдержку с периодами 1…60 секунд или 1…60 минут, показана на рис.2. При этом отклонение от заданных значений может составлять не более 5%. Схема содержит три основные блоки: блок питания, выполненный по бестрансформаторной схеме; времязадающий блок и двухкаскадный усилитель VT1, VT2. Времязадающий блок состоит из переключателя SA2, при помощи которого устанавливают диапазон длительности выдержки; конденсаторов C3, C4; резисторов R4, R5; диода VD7; стабилитрона VD6. С помощью переключателя SA2 устанавливают нужный диапазон по времени, а с помощью R5 добиваются точной настройки выдержки.

  Работа схемы заключается в следующем. В исходном состоянии реле устройства обесточено, так как транзистор VT2 закрыт. При нажатии на кнопку SA1 начинает заряжаться конденсатор C3 или C4 – это зависит от положения переключателя SA2. Конденсатор будет заряжаться до напряжения питания. Отпустив кнопку SA1, конденсатор C3 или C4 начнет разряжаться по цепи R4 → R5 → обратное сопротивление VD7. Транзистор VT1 закрывается, так как к его затвору через стабилитрон VD6 прикладывается положительное напряжение от C3 или C4, а VT2 открывается, и срабатывает реле К1. В таком состоянии схема будет находиться, пока С3 или С4 не разрядится до напряжения стабилизации VD6. Когда это произойдет, транзистор VT1 снова откроется, а транзистор VT2 закроется, и реле К1 будет обесточено, т. е. схема возвратится в исходное состояние.

Таймер

  Таймер – это устройство по своим функциям аналогично реле времени, но с более расширенными возможностями. В состав таймера обычно входят различные блоки, одним из которых обязательно является реле времени. На рис. 3 показана схема таймера, подающего звуковой сигнал по окончанию времени выдержки. Период длительности выдержки устройства составляет 1…90 минут и устанавливается при помощи переключателей SA2, SA3.

  Схема собрана на логической микросхеме DD1 К176ЛА7. В ее состав входит реле времени, выполненное на элементе DD1.1, генератор – на элементах DD1.2 и DD1.2 и инвертор, выполненный на DD1.4. На транзисторе VT1 выполнен усилитель сигнала, поступающего с инвертора DD1.4.

  Для запуска таймера нажимают кнопку SA1, при этом конденсатор C1 или C2, в зависимости от положения переключателя SA2, разряжается. Отпустив кнопку, конденсатор снова начинает заряжаться через цепь последовательно подключенных резисторов R2 – R13. И как только напряжение на входе DD1.1 достигнет значения порога переключения, на выходе элемента появится логическая единица (напряжение высокого уровня). С ее появлением включится генератор, который создаст колебания 1000 Гц, которые, в свою очередь, поступят через инвертор и VT1 на громкоговоритель ВА1. Важным достоинством данной схемы является ее экономичность, так как при отсутствии сигнала на выходе инвертора транзистор закрыт, и схема потребляет не более 0,5 мА.


   Литература:
«Справочная книга радиолюбителя – конструктора» под редакцией Н. И. Чистякова. 1990 г. Мосфет-реле

G3VM — Omron

Семейство реле Omron G3VM MOSFET включает более 160 устройств, которые работают с широким диапазоном напряжений и токов. Они идеально подходят для автоматизированного испытательного оборудования, медицинского оборудования, контрольно-измерительных приборов, оборудования для обеспечения безопасности, автоматического считывания показаний счетчиков, автомобильного диагностического оборудования и средств связи. Доступен с 1-полюсной конфигурацией в корпусах PCB, SMT, DIP, SOP, SSOP, USOP, VSON и SVSON. Некоторые модели имеют 2 независимо управляемых выхода в одном корпусе.Другие опции включают в себя ограничение тока, устойчивость к высокому диэлектрическому напряжению, нормально разомкнутые и нормально замкнутые формы контактов, работу с высоким напряжением и нагрузкой по току, а также высокоскоростное переключение.

Широкий выбор корпусов: DIP, SOP, SSOP, USOP, VSON и S-VSON. Самый компактный корпус в отрасли: 2 x 1,45 x 1,65 мм Одно- и двухконтактные модели доступны как с НО, так и с НЗ контактами ON- сопротивление всего 5 мОм (типовое). Емкость в выключенном состоянии всего 0,3 пФ (типичная). Запуск светодиода Прямой ток от 0.2 мА Время переключения снижено до 0,2 мс. Также доступны модели с функцией ограничения тока 100 000 часов непрерывной работы. Диэлектрическая прочность до 5000 В переменного тока в течение 1 секунды. Модели, коммутирующие до 10 А* в таком маленьком корпусе.

*Длительный ток нагрузки в случае соединения C

G3VM S-VSON получила награду «Самый маленький в мире корпус»

VSON (существующий)
Небольшой и низкопрофильный с двухуровневой структурой «чип на кристалле» (светодиод и КПК)
S-VSON* (НОВИНКА)
Дополнительная небольшая монтажная площадь за счет 3-стековой структуры чипа на кристалле
(светодиод, карманный компьютер и полевой МОП-транзистор)
Монтажная площадка 3.56 мм 2 Место крепления 2,9 мм 2

*Небольшие размеры, но высокая диэлектрическая прочность. 500 В/мин (между входом и выходом)


Сверхмалый размер и вес

В дополнение к SSOP и USOP мы представили сверхкомпактные пакеты VSON и S-VSON, что способствует уменьшению размеров оборудования.

Высокая изоляция

Реле

MOSFET обеспечивают отличную изоляцию ввода-вывода благодаря своему принципу действия. Превращает напряжение в свет и передает световым сигналом; Поэтому вход и выход изолированы. Стандартные модели обеспечивают среднеквадратичное напряжение 2500 В между входом и выходом. Также доступны продукты Superior 5000 VAC. Продукты на 3750 В переменного тока также были добавлены в серию пакетов SOP.

Низкий управляющий ток

Энергосбережение при стандартном управляющем токе 2-15 мА.Также доступны сверхчувствительные модели с управляющим током всего 0,2 мА (макс.).

Тихая работа

Поскольку реле MOSFET не имеют механических контактов, использование MOSFET вместо электромеханического реле позволяет устранить шум переключения в ваших приложениях.

Долгий срок службы

MOSFET Реле используют световой сигнал вместо подвижных контактов; предотвращение сокращения срока службы, вызванного износом контактов, существенное увеличение срока службы.

Высокоскоростное переключение

По сравнению с временем переключения механического реле от 3 до 5 мс, его время переключения сокращено до 0,2 мс (SSOP, USOP, VSON). Достижение быстрого реагирования.

Малый ток утечки

Может выдерживать внешние импульсные токи без добавления демпфирующей цепи. В нормальных условиях типичный ток утечки составляет около 1 нА или ниже.

Правильное управление аналоговым микросигналом

По сравнению с симистором MOSFET значительно уменьшает мертвую зону. Входной сигнал микроаналогового сигнала не искажается, как это происходит с симистором, и в основном преобразуется в выходной сигнал без искажений.

Отличная ударопрочность

Все внутренние детали изготовлены методом литья, в нем нет подвижных частей, поэтому он обладает отличной ударопрочностью и виброустойчивостью.

Карта продукта по характеристикам


Общего назначения


Ультрачувствительный


Высокий ток и низкое сопротивление во включенном состоянии

ДИП
Модель Пакет Непрерывный ток нагрузки (А) Макс. Типовое сопротивление во включенном состоянии (Ом) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-21АР ДИП4 3 0,04 2500
Г3ВМ-21ДР ДИП4 3 0,04 2500
Г3ВМ-21БР ДИП6 4.0(8.0)* 0,02 2500
Г3ВМ-21ЭР ДИП6 4,0(8,0)* 0,02 2500
Г3ВМ-41АР ДИП4 2,5 0,05 2500
Г3ВМ-41ДР ДИП4 2.5 0,05 2500
Г3ВМ-41БР ДИП6 3,5(7,0)* 0,03 2500
Г3ВМ-41ЭР ДИП6 3,5(7,0)* 0,03 2500
Г3ВМ-61АР ДИП4 2 0.08 2500
Г3ВМ-61ДР ДИП4 2 0,08 2500
Г3ВМ-61БР ДИП6 2,5 0,065 2500
Г3ВМ-61ЕР ДИП6 2.5 0,065 2500
Г3ВМ-61БР1 ДИП6 3,0(6,0)* 0,04 2500
Г3ВМ-61ЕР1 ДИП6 3,0(6,0)* 0,04 2500
Г3ВМ-101АР ДИП4 1 0.25 2500
Г3ВМ-101ДР ДИП4 1 0,25 2500
Г3ВМ-101БР ДИП6 2,0(4,0)* 0,1 2500
Г3ВМ-101ЭР ДИП6 2.0(4,0)* 0,1 2500
*( )=C-соединение
СОП
Модель Пакет Непрерывный ток нагрузки (А) Макс. Типовое сопротивление во включенном состоянии (Ом) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-21HR СОП6 2.5(5,0)* 0,02(0,005)* 1500
Г3ВМ-31HR СОП6 4,0(8,0)* 0,02(0,004)* 1500
Г3ВМ-41HR СОП6 2,5(5,0)* 0,03(0,008)* 1500
Г3ВМ-41ГР8 СОП4 1 0.1 1500
Г3ВМ-61ГР1 СОП4 1 0,25 1500
Г3ВМ-61HR СОП6 2,3(4,6)* 0,04(0,01)* 1500
Г3ВМ-81HR СОП6 1.25(2,5)* 0,11(0,03)* 1500
Г3ВМ-101HR СОП6 1,4(2,8)* 0,1(0,025)* 1500
G3VM-101HR1 СОП6 2,0(4,0)* 0,045(0,011)* 1500
*( )=C-соединение
С-ВСОН
Модель Пакет Непрерывный ток нагрузки (А) Макс. Типовое сопротивление во включенном состоянии (Ом) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
G3VM-31QR С-ВСОН4 1,5 0,1 500
G3VM-61QR С-ВСОН4 0,4 1,1 500
G3VM-61QR2 С-ВСОН4 1 0.2 500
G3VM-101QR1 С-ВСОН4 0,65 0,4 500

Низкая емкость между клеммами и низкое сопротивление во включенном состоянии

СОП
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Максимальное сопротивление при включенном выходе (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.)
Г3ВМ-21ГР 20 160 5 1 1500
Г3ВМ-21ГР1 20 300 1 5 1500
Г3ВМ-41ГР4 40 250 2 5 1500
Г3ВМ-41ГР5 40 300 1 10 1500
Г3ВМ-41ГР6 40 120 10 1 1500
Г3ВМ-81ГР 80 40 16 2.5 1500
Г3ВМ-81ГР1 80 200 5 6,5 1500
СОП
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Максимальное сопротивление при включенном выходе (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.)
Г3ВМ-21ЛР 20 160 5 1 1500
Г3ВМ-21LR1 20 450 0.8 5 1500
Г3ВМ-21LR10 20 200 3 0,8 1500
Г3ВМ-41ЛР4 40 250 2 5 1500
G3VM-41LR5 40 300 1 10 1500
G3VM-41LR6 40 120 10 1 1500
Г3ВМ-41LR10 40 120 12 0.45 1500
G3VM-41LR11 40 140 7 0,7 1500
USOP
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Максимальное сопротивление при включенном выходе (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.)
Г3ВМ-21ПР10 20 200 3 0,8 500
Г3ВМ-41ПР10 40 120 12 0.45 500
Г3ВМ-41ПР11 40 140 7 0,7 500

Сверхмалый VSON/USOP/SSOP

СОП
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. С х Р Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-21ЛР 20 160 5 1 5 1500
Г3ВМ-21LR1 20 450 0.8 5 4 1500
Г3ВМ-21LR10 20 200 3 0,8 2,4 1500
G3VM-21LR11 20 900 0.18 40 7,2 1500
Г3ВМ-41ЛР4 40 250 2 5 10 1500
G3VM-41LR5 40 300 1 10 10 1500
G3VM-41LR6 40 120 10 1 10 1500
Г3ВМ-41LR10 40 120 12 0.45 5,4 1500
G3VM-41LR11 40 140 7 0,7 4,9 1500
Г3ВМ-61ЛР 60 400 1 20 20 1500
Г3ВМ-81ЛР 80 120 7.5 5 37,5 1500
Г3ВМ-101ЛР 100 80 8 6 48 1500
USOP
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. С х Р Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-21ПР10 20 200 3 0.8 2,4 500
Г3ВМ-21ПР1 20 450 0,6 5 3 500
Г3ВМ-21ПР11 20 900 0,18 40 7.2 500
Г3ВМ-41ПР12 40 100 15 0,3 4,5 500
Г3ВМ-41ПР10 40 120 12 0,45 5.4 500
Г3ВМ-41ПР6 40 120 10 1 10 500
Г3ВМ-41ПР11 40 140 7 0,7 4.9 500
Г3ВМ-41ПР5 40 300 1 10 10 500
Г3ВМ-51ПР 50 300 1 12 12 500
Г3ВМ-61ПР1 60 120 10 0.7 7 500
Г3ВМ-61ПР 60 400 1 20 20 500
Г3ВМ-71ПР 75 400 1 30 30 500
Г3ВМ-81ПР 80 120 7 5 35 500
Г3ВМ-101ПР 100 100 8 6 48 500
ВСОН
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. С х Р Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-21УР10 20 200 3 0.8 2,4 500
Г3ВМ-21УР1 20 450 0,8 5 4 500
Г3ВМ-21УР11 20 1000 0,18 40 7.2 500
Г3ВМ-41УР12 40 100 15 0,3 4,5 500
Г3ВМ-41УР10 40 120 12 0,45 5.4 500
Г3ВМ-41УР11 40 140 7 0,7 4,9 500
Г3ВМ-51УР 50 300 1 12 12 500
Г3ВМ-61УР1 60 120 10 0.7 7 500
Г3ВМ-61УР 60 400 1 20 20 500
Г3ВМ-81УР 80 120 7 5 35 500
Г3ВМ-81УР1 80 200 6 6.5 39 500
Г3ВМ-101УР 100 100 8 6 48 500
С-ВСОН
Модель Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип. Емкость между клеммами (пФ) Тип. С х Р Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
G3VM-31QR 30 1,5 0,1 120 12 500
G3VM-61QR 60 0.4 1,1 12 13 500
G3VM-61QR2 60 1 0,2 ​​ 80 16 500
G3VM-101QR1 100 0,65 0,4 50 20 500

Высокое напряжение и высокая диэлектрическая прочность


Ограничение тока

Модель Пакет Контакт Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Предельный ток (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип.
Г3ВМ-2Л ДИП4 350 120 300 22
Г3ВМ-2ФЛ ДИП4 350 120 300 22
G3VM-WL ДИП8 350 120 300 22
Г3ВМ-ВФЛ ДИП8 350 120 300 22
Г3ВМ-351ГЛ СОП4 350 120 300 15


1a1b-контакт

1a + 1c контактное МОП-реле на полевых транзисторах в одном корпусе.
Модель Пакет Контакт Напряжение нагрузки (В переменного/постоянного тока) Макс. Непрерывный ток нагрузки (мА) Макс. Типовое сопротивление в открытом состоянии (Ом) Тип. Диэлектрическая прочность между входом и выходом (Вдейств.) Макс.
Г3ВМ-355КР ДИП8 1a1b 350 120 15 2500
Г3ВМ-355ФР ДИП8 1a1b 350 120 15 2500
Г3ВМ-355ДЖР СОП8 1a1b 350 120 15 1500
Твердотельные реле

(OCMOS FET) Технические характеристики

Технические характеристики полупроводниковых устройств обычно предписываются на основе температуры окружающей среды (T A : температура воздуха вокруг устройства) или температуры поверхности корпуса (T C ) 25 °C. .Фактическая среда использования сильно различается, но в случае характеристик или диапазона допустимых отклонений, отличных от 25 °C, пользователь должен выполнить расчеты в соответствии со средой использования для разрабатываемого устройства с использованием кривых характеристик и т. д.

Элементы общей спецификации описаны ниже.

Абсолютные максимальные рейтинги

Каждый элемент в основном предназначен для постоянного тока. Следовательно, при переключении переменного тока номинальные характеристики на стороне выхода следует рассматривать как пиковые значения полуволны (половина амплитуды в случае синусоиды).

Напряжение изоляции: BV (Вдейств.)

Допустимое максимальное напряжение переменного тока, которое может быть приложено между входными и выходными контактами, выражается как среднеквадратичное значение (rms). Это значение гарантирует определенное сопротивление изоляции и обычно гарантируется не на неограниченный период, а на ограниченное время испытания, например, 1 минуту.

Рабочая температура окружающей среды: T

A (°C)

Допустимый диапазон температур, в котором возможно применение мощности.Обычно, когда фактическая температура окружающей среды повышается, рассеиваемая мощность (P D ) снижается. Кроме того, подача питания запрещается, когда фактическая температура окружающей среды выходит за пределы этого диапазона. В случае полевых транзисторов OCMOS температура, при которой может подаваться питание, описывается не как «температура поверхности корпуса», а как «температура окружающей среды (температура воздуха вокруг устройства)».

Температура хранения: T

stg (°C)

Допустимый диапазон температур при отсутствии питания (сохраненное состояние).

Светодиод: Прямой ток: I

F (мА)

Допустимый максимальный ток, при котором не происходит разрушения, в пределах допустимого диапазона рассеиваемой мощности (P D ) светодиода (LED) на стороне входа при температуре окружающей среды 25 °C. В случае полевых транзисторов OCMOS прямой ток влияет на время отклика, но почти не влияет на статические характеристики выхода. Однако, поскольку время отклика меняется не так сильно и зависит от прямого тока, превышающего оптимальное значение, чрезмерное повышение прямого тока не имеет существенного значения.В основном, при проектировании цепей таким образом, чтобы максимальное значение прямого тока оставалось в пределах этого диапазона, даже если прямой ток подвержен изменениям или колебаниям.

Светодиод: Обратное напряжение: В

R (В)

Обратите внимание, что обратное выдерживаемое напряжение светодиода на светоизлучающей стороне низкое. Когда обратное выдерживаемое напряжение превышено, внезапно протекает обратный ток. (В этом случае светодиод не излучает свет.) Кроме того, когда протекает обратный ток, последующая эффективность излучения света снижается.Следовательно, даже кратковременное приложение обратного напряжения, превышающего это значение, может привести к разрушению или неустранимой деградации.

Светоизлучающий диод: Рассеиваемая мощность: P

D (мВт)

Допустимая рассеиваемая мощность светодиода на стороне входа при температуре окружающей среды 25 °C. Как описано в разделе «Светодиод: прямой ток (I F )», в случае полевых транзисторов OCMOS чрезмерное увеличение прямого тока не имеет значения.

MOSFET: Рассеиваемая мощность: P

D (мВт)

Допустимая мощность рассеяния полевого МОП-транзистора на стороне выхода при температуре окружающей среды 25 °C. В случае полевых транзисторов OCMOS выходное сопротивление почти постоянно при изменении тока нагрузки в состоянии «ВКЛ», поэтому внутренние потери на стороне выхода почти получены из значения тока нагрузки.

MOSFET: Напряжение пробоя/напряжение нагрузки: В

L (В)

Допустимое максимальное напряжение, которое может быть приложено между стоками (а также между стоком и истоком), когда полевые МОП-транзисторы на стороне выхода находятся в состоянии «ВЫКЛ».При использовании двух МОП-транзисторов на выходной стороне с последовательно соединенными противоположными полярностями пиковые значения полуволны (половина амплитуды в случае синусоиды) сигнала переменного тока не должны превышать это значение.

MOSFET: постоянный ток нагрузки: I

L (мА)

Допустимое максимальное значение тока нагрузки, который может протекать через выходной МОП-транзистор в состоянии «ВКЛ». Будь то постоянный или переменный ток, держите пиковое значение (половина амплитуды в случае синусоиды) в пределах этого диапазона.Из-за температурной зависимости допустимой рассеиваемой мощности при повышении температуры окружающей среды этот диапазон уменьшается, как показано на рисунке ниже.

MOSFET: Импульсный ток нагрузки: I

LP (мА)

Максимально допустимый постоянный ток нагрузки, который может протекать через выходной полевой МОП-транзистор только в течение заданного короткого времени. Это значение приемлемо до тех пор, пока оно остается в предписанном допустимом диапазоне, включая временные ограничения. В принципе, циклическое применение не допускается.

Электрические характеристики

Время включения/время выключения: t

вкл. , t выкл. (мс)

Время задержки от изменения прямого тока (I F ) до изменения выхода, когда прямой ток протекает через светодиод на входной стороне в виде импульса. В некоторых случаях, чем короче ширина входного импульса, как указано в техническом описании, тем больше время (t на и t на , как указано ниже), чем либо значение, указанное в спецификации, либо кривая «Типичная характеристика».

«а» (замыкающий) контакт: время выключения (t выкл. )

«b» (обрыв) контакт: время включения (t на )

Убедитесь, что ширина входного импульса находится в пределах указанного диапазона.

Сопротивление изоляции: R

Ввод-вывод (Ом)

Начальное сопротивление изоляции при приложении высокого напряжения постоянного тока между входным и выходным контактами. Поскольку сопротивление изоляции может снижаться в зависимости от условий использования, таких как влажность или время приложения напряжения, при проектировании и тестировании учитывайте фактические условия использования.

Емкость изоляции: C

I-O (пФ)

Емкость при подаче высокочастотного сигнала между входным и выходным контактами. Чем больше это значение, тем больше вероятность появления шума на выходе из-за внезапных колебаний разности электрических потенциалов между входными и выходными контактами. Поскольку это значение может увеличиться из-за условий проводки и т. д., при проектировании и проверке учитывайте эти факторы.

Светоизлучающий диод: Состояние «ВКЛ.» Ток: I

Фон (мА)

Минимальный прямой ток (I F ), необходимый для включения выхода контакта «а» («замыкающий» контакт: нормально открытый: непроводящий при отсутствии входа) типа OCMOS FET.Введите прямой ток (I F ), превышающий это значение, согласно кривой «время включения в зависимости от прямого тока» и кривой «время выключения в зависимости от прямого тока» в соответствии с требуемым временем отклика.

Светоизлучающий диод: состояние «ВЫКЛ.» Ток: I

Foff (мА)

Минимальный прямой ток (I F ), необходимый для отключения выхода контакта «b» («Размыкающий» контакт: нормально замкнутый: проводящий при отсутствии входа) типа OCMOS FET. Введите прямой ток (I F ), превышающий это значение, исходя из зависимости «время включения от времени включения».кривая прямого тока» и кривая «время выключения в зависимости от прямого тока» в соответствии с требуемым временем отклика.

Светодиод: Прямое напряжение: В

F (В)

Это напряжение между контактами, когда прямой ток протекает через светодиод на входной стороне. Произведение этого значения и значения прямого тока выражает внутренние потери на входе. Как правило, увеличение прямого тока или падение температуры окружающей среды вызывают повышение этого напряжения.

Светодиод: обратный ток: I

R (мкА)

Этот ток протекает, когда заданное обратное напряжение подается в пределах максимального диапазона номинальных значений на светодиод на входной стороне. Как правило, увеличение обратного напряжения или повышение температуры окружающей среды вызывает увеличение этого тока. В случае цепей, в которых на светодиод подается обратное напряжение, проектируйте схему возбуждения с учетом того, что на это значение влияют условия использования.

МОП-транзистор: состояние «ВЫКЛ.» Ток утечки: I

Loff (мкА)

Ток утечки стока, когда полевой МОП-транзистор на стороне выхода не проводит ток. Обычно он пропорционален переключаемому напряжению сигнала, а повышение температуры окружающей среды вызывает увеличение этого тока. Рассчитывайте номинал нагрузочного резистора (или согласующего резистора) с учетом того, что на этот ток может влиять температура.

МОП-транзистор: Состояние «ВКЛ.» Сопротивление: R

на (Ом)

Если не указано иное, это сопротивление между стоками, когда МОП-транзисторы на выходной стороне являются проводящими.Значение нагрузочного резистора (или согласующего резистора), как правило, должно быть установлено на значение, намного превышающее это значение.

В случае изделий с выводами истока сопротивление в состоянии «ВКЛ» между стоком и истоком каждого МОП-транзистора составляет примерно половину этого номинального значения. Кроме того, при использовании МОП-транзисторов, соединенных параллельно, как показано на рисунке ниже, ожидается, что сопротивление в состоянии «ВКЛ» составит приблизительно четверть этого номинального значения (не гарантируется).

На сопротивление в состоянии «ВКЛ» не влияет значение прямого тока (I F ) входной стороны, но повышение температуры окружающей среды вызывает увеличение этого сопротивления. Кроме того, в случае продуктов с высоким сопротивлением проводимости сопротивление в состоянии «ВКЛ» имеет тенденцию к снижению с большим током нагрузки, спецификации предоставляются как для малой площади тока, так и для большой площади тока. При использовании изделия с большим сопротивлением проводимости между стоком и истоком примените сопротивление состояния «ВКЛ», предписанное на участке с малым током.

MOSFET: выходная емкость: C

вых (пФ)

Емкость между выходными контактами (между стоком и стоком) по отношению к высокочастотным сигналам, когда полевой МОП-транзистор на стороне выхода находится в состоянии «ВЫКЛ». Чем меньше напряжение между выходными контактами, тем больше это значение. Поскольку сигналы переменного тока просачиваются через эту емкость в состоянии «ВЫКЛ.», полностью «ВЫКЛ.» состояние не может быть получено, если не имеется оконечной нагрузки с достаточно малым сопротивлением для высокочастотного сигнала.

Модернизация реле времени событий

 

 



Узнайте больше о ETR-3

Скачать спецификацию

Скачать инструкции по установке

Стремясь удовлетворить требования клиентов, мы очистили наше старое реле времени событий ETR-1 от паутины и изменили его конструкцию. Результатом стало новое реле ETR-3 Event-Base Time-Base, которое имеет стандартные полупроводниковые переключающие устройства вместо ртутных реле ETR-1.Частота сети 60 Гц используется в качестве входа и делится на один импульс в секунду или один импульс в минуту на выходе.

ETR-3 можно использовать в двух режимах: автономный или с внешним управлением. В режиме автономной работы (FR) ETR-3 постоянно отслеживает частоту сети и выдает импульсы с заданным интервалом при подаче питания. В режиме EE ETR-3 контролирует частоту сети и принимает входные импульсы, когда вход разрешения сухого контакта замкнут. Таким образом, ЭТР также можно использовать для генерации импульса, представляющего накопленное время включения или время работы.Его можно использовать в качестве индикатора прошедшего времени при использовании со счетчиком импульсов SSI PPC-1 или другим счетчиком срока службы. Доступны два выхода типа A (2-проводные) с сухими контактами.

Клеммная колодка входных и выходных цепей — разъемы типа «Евро». Выводы K каждого из изолированных выходов ETR-3 защищены предохранителями, чтобы предотвратить повреждение реле практически при любых условиях, которым может подвергнуться пользователь, таких как чрезмерный ток, напряжение или неправильное подключение. ETR-3 обеспечивает «подтягивание» измерительного напряжения приблизительно +13 В постоянного тока на входе клеммы EN к выходу внешних передающих контактов.Клемма COM представляет собой заземление системы, что позволяет использовать стандартные электромеханические переключатели с сухими контактами, твердотельные транзисторы с открытым коллектором или инициаторы счета на полевых МОП-транзисторах. ETR-3 имеет встроенную защиту от переходных процессов MOV для контактов твердотельного реле, что устраняет необходимость во внешних или внешних ограничителях переходных процессов. Все компоненты ETR-3, на которые подается питание, за исключением входных/выходных клеммных колодок и переключателей-делителей, заключены в поликарбонатную крышку для максимальной защиты пользователя.Монтажная пластина также изготовлена ​​из поликарбоната и обеспечивает превосходную электрическую изоляцию. Монтажные выступы на опорной плите позволяют установить ETR-3 в корпус, подходящий для приложения и рабочей среды.

MOSFET и электромеханические реле — всестороннее сравнение — Блог — Panasonic Industry

Будучи основанными на совершенно разных принципах переключения, прямое сравнение между полупроводниковыми реле и электромеханическими реле оказывается деликатным.
Тем не менее, мы пытаемся
подробно описать преимущества соответствующих типов реле следующим образом:

Когда полупроводниковые реле MOSFET были представлены на рынке около 40 лет назад, предполагалось, что электромеханика будет заменена полупроводниковой технологией. Однако было показано, что обе технологии имеют право на существование в зависимости от области их применения. Всякий раз, когда требуется миниатюризация, аспекты энергосбережения, оптимизированная обработка, нулевая частота отказов или дополнительные функции, такие как защита от короткого замыкания, современные полупроводниковые технологии имеют преимущество.Если основное внимание уделяется низким затратам и простой и надежной конструкции, электромеханические решения имеют явное преимущество.

Задачи электромеханических и полупроводниковых реле

Гальваническое разделение логических цепей или цепей управления и цепей нагрузки является задачей реле. Кроме того, он связывает разные уровни сигналов при разных потенциалах без помех. Важным для этого является: обеспечить низкое энергопотребление логической схемы и безпомеховой переключатель в цепи нагрузки с длительным сроком службы и надежностью — независимо от циклов переключения.Существенным отличием электромеханических реле от полупроводниковых реле MOSFET является способ переключения нагрузки на выходе. В электромеханических реле функцию переключения выполняют подвижные металлические контакты, которые служат дополнительной гальванической развязкой на выходе. Связь между входом и выходом, которая также электрически изолирована, осуществляется магнитным полем катушки на входе. Отличия от полупроводникового реле MOSFET более подробно описаны ниже.

Особенности реле MOSFET

Реле MOSFET представляют собой особый тип твердотельных реле. Даже при рабочем токе всего в несколько миллиампер (минимум 0,3 мА) светодиод GaAs во входной цепи реле MOSFET излучает свет в инфракрасном диапазоне. Оптически связанная матрица солнечных элементов, отделенная от входной цепи полупрозрачным изолятором, преобразует свет в электрическое напряжение. Это электрически непроводящее соединение обеспечивает гальваническую развязку между входной и выходной цепями.Генерируемое фотонапряжение обеспечивает триггерный каскад, который, в свою очередь, управляет затворами двух двунаправленных антипоследовательно соединенных DMOSFET (двойных диффузионных MOSFET). Эти силовые транзисторы расположены непосредственно в выходной цепи компонента. При превышении определенного порогового значения фотонапряжения встроенная триггерная схема реагирует и включает и выключает выход виртуально в цифровом виде, чтобы обеспечить заданное поведение переключения.

Преимущества и недостатки обеих технологий или индивидуальные различия могут быть более точно оценены при рассмотрении основных технических параметров, таких как мощность привода, передача сигнала, радиочастотные характеристики, время переключения/дребезг переключения, срок службы и контактное сопротивление, а также электрическая изоляция .

 

Мощность привода : Современные реле MOSFET могут управляться токами до 0,3 мА. Падение напряжения входного светодиода обычно составляет 1,25 В. Это соответствует минимальной потребляемой мощности около 0,4 мВт (пример AQY232S). Напротив, потребляемая мощность катушки высокочувствительных электромеханических реле составляет в лучшем случае 50 мВт (реле TXS). Однако здесь также доступны бистабильные типы, которые вообще не требуют удерживающей силы при переключении.

 

Передача сигналов: Под передаваемыми сигналами обычно понимают небольшие токи и напряжения, например, генерируемые термопарами, микрофонами или аналогичными датчиками/преобразователями.Здесь критично искажение сигнала. В электромеханических реле термоэлектрическое напряжение искажает путь прохождения сигнала. Термоэлектрическая ЭДС возникает, когда разные материалы проводников в точках соединения находятся при разных уровнях температуры. Поскольку ток в точках контакта протекает через разные пружины и контактные материалы, термоэлектрическая ЭДС возникает в основном в моностабильных реле. Причина этого в том, что после включения приводной катушки выделяется тепло, а на пути прохождения тока через комплект контактных пружин возникают перепады температур.Стандартные значения для реле с золотыми контактами составляют 0,1 мкВ на кельвин. Некоторые типы, такие как реле SX от Panasonic Electric Works, оптимизированы для этого применения и имеют общее термоэлектрическое напряжение 3 мкВ при номинальной работе и, следовательно, при максимальном нагреве. Термоэлектрические напряжения электромеханических реле контрастируют с напряжением смещения реле MOSFET. Напряжение смещения создается свободными носителями заряда в полупроводнике. Это мера того, насколько ВАХ смещена от идеальной точки.Напряжение смещения в значительной степени не зависит от температуры и поэтому может рассматриваться как константа в цепи. Типичные значения напряжения смещения в реле MOSFET составляют 1 мкВ.

 

Радиочастотные характеристики : Для достижения достаточного затухания перекрестных помех на высоких частотах реле должно иметь низкую емкость на разомкнутом контакте. Для электромеханических сигнальных реле значения обычно составляют около 1 пФ. Это приводит к превосходным радиочастотным свойствам. Даже на частоте 100 МГц затухание перекрестных помех все равно составляет 40 дБ.Специальные высокочастотные реле, такие как реле RJ, рассчитаны даже на частоты до 8 ГГц. Реле MOSFET теперь могут достигать почти таких же хороших радиочастотных характеристик, как и электромеханические реле. Выходная емкость MOSFET-реле также составляет 1 пФ, в зависимости от типа, поэтому MOSFET-реле также можно использовать для частот в диапазоне МГц. Однако для приложений в диапазоне ГГц по-прежнему необходимо использовать pin-диоды или специальные ВЧ-реле.

 

Время переключения/дребезг переключателя : С этой точки зрения реле MOSFET намного превосходят электромеханические реле.Типичное время включения реле MOSFET составляет 0,2 мс и зависит от тока светодиода и температуры окружающей среды. Время выключения составляет примерно одну десятую времени включения и в значительной степени не зависит от условий управления. Для электромеханических реле время переключения находится в диапазоне миллисекунд, и контакты дребезжат при включении.

 

 

Срок службы : Срок службы реле MOSFET в основном определяется временем работы светодиода и поэтому практически не ограничен.При бесперебойной работе реле MOSFET имеет срок службы более 12 лет. Напротив, срок службы электромеханических реле зависит от механической конструкции (механический срок службы), а также от нагрузки (электрический срок службы) и определяется количеством операций переключения. В то время как механический срок службы современных электромеханических реле может составлять несколько миллионов переключений, электрический срок службы сильно зависит от нагрузки.

 

Сопротивление контакта : Преимуществом реле MOSFET является то, что сопротивление контакта не зависит от нагрузки и остается постоянным в течение всего срока службы.Однако величина контактного сопротивления выше, чем у электромеханических реле, и может составлять несколько Ом в зависимости от напряжения переключения. Также сильно зависит от температуры окружающей среды. В лучшем случае значение коммутируемого напряжения до 30 В составляет около 30 мОм в зависимости от типа. С другой стороны, контактное сопротивление электромеханических реле всегда колеблется в диапазоне мОм и может значительно меняться в течение срока службы компонента. В частности, на контактах открытых реле при длительном хранении могут образовываться тонкие оксидные слои, которые увеличивают контактное сопротивление.Как правило, несколько циклов переключения под нагрузкой разрушают эти слои, и контактное сопротивление падает до значения, указанного в паспорте.

 

Гальваническая развязка : Под гальванической развязкой понимается разделение посредством изоляции. Следует различать гальваническую развязку между управляющей стороной и стороной нагрузки и гальваническую развязку на стороне нагрузки. Заблокированный полупроводник не гарантирует гальваническую развязку на стороне нагрузки. Тем не менее, оптопары можно использовать, по крайней мере, для обеспечения разделения между управляющей стороной и стороной нагрузки.Электромеханические реле имеют здесь явное преимущество, поскольку они имеют гальваническую развязку как со стороны управления, так и со стороны нагрузки. Особенно в приложениях безопасности это может быть решающим критерием.

 

Заключение : Как видно из вышеперечисленного, и MOSFET, и электромеханические реле имеют свои преимущества и недостатки. В зависимости от требуемых свойств для индивидуального применения больше подходит либо полупроводниковое, либо электромеханическое реле.В среднесрочной перспективе доля рынка MOSFET-реле, безусловно, значительно возрастет, особенно в области сигнальных технологий. В дополнение к постоянно падающим ценам и все более новым, более компактным конструкциям, технические преимущества полупроводниковой технологии являются главной гарантией успеха. Тем не менее, проверенные электромеханические сигнальные реле по-прежнему будут занимать свое место и станут идеальным дополнением благодаря уникальным преимуществам, таким как гальваническая развязка на выходе.

Электронное переключение в мире испытаний и измерений

Omron Electronic Components продолжает свою давнюю традицию поставлять на рынок качественные компоненты, такие как реле.Эти электронные переключатели охватывают бесконечный список приложений, которые способствуют улучшению общества в различных отраслях. Одной из ключевых отраслей промышленности являются испытания и измерения.

 

Для оборудования для автоматизированного тестирования, например, для тестирования полупроводников, систем PXI/LXI и мультиплексоров, компания Omron предлагает твердотельные реле и модули G3VM MOS FET, а также высокочастотные электромеханические сигнальные реле G6K.
  • Отсутствие механического якоря для физического переключения
Благодаря гораздо меньшим корпусам и размерам, чем традиционные электромеханические изделия, срок службы полевого МОП-транзистора может быть в два или более раз больше, чем у традиционного ЭМ изделия.

 

Обеспечивает монтаж на плате высокой плотности.

 

 

Позволяет снизить энергопотребление.

 

Предлагают более быстрое время включения и выключения по сравнению с механическими типами

Принимая во внимание все эти функции и преимущества, важно отметить, что при переходе на твердотельную альтернативу придется пойти на некоторые компромиссы. Эти реле добавят в цепь некоторый уровень тока утечки и емкости в закрытом состоянии. Компания Omron разрабатывает изделия с МОП-транзисторами на полевых транзисторах с низкими значениями этих нежелательных выходных характеристик.Усилия разработчиков позволили снизить ток утечки новейшей серии G3VM до пикоамперного уровня. Также был представлен модульный полевой МОП-транзистор, T-модуль, который обеспечивает практически незначительные токи утечки при низком выходном токе фем-ампер. Это отличный пример того, как инженеры Omron постоянно проверяют рынок, чтобы увидеть, какие улучшения необходимо внести для достижения конечного результата, который требуется клиентам Omron.

 

 

Другим предложением, которое Omron предлагает индустрии испытаний и измерений, является высокочастотная электромеханическая релейная технология, такая как серия G6K-RF.Эти небольшие реле с низким уровнем сигнала обеспечивают возможность работы на частотах, недоступных для вышеупомянутых полевых МОП-транзисторов. Тестовые проекты, требующие производительности в диапазоне от 1 до 8 ГГц, могут использовать серии G6K-RF-S, -T и -V. Серия Omron -V была специально разработана для поддержки высокоскоростной дифференциальной коммутации сигналов передачи. От этой серии -RF можно ожидать высоких характеристик как по изоляции, так и по вносимым потерям.

Дата: пятница, 25 июня, 2021

Время: 11:00 CT / 12PM ET / 9AM PT

Узнайте, как включить последние нововведения Omron в тесте и измерении в ваш следующий проект.Послушайте, как Зак Хендрикс (Zac Hendrix), менеджер по продуктам в области реле, делится своими техническими знаниями и идеями о:

 

  • Линейке продуктов Omron G3VM MOS FET
  • Ключевые внутренние компоненты, которые способствуют высокой производительности Omron в приложениях, а также ключевые преимущества, которые выделить их среди существующих на рынке вариантов коммутации
  • Ключевые термины, отражающие ценность и производительность реле G3VM, с данными испытаний, предварительными техническими характеристиками и потенциальными вариантами использования Полевые транзисторы могут предлагать
  • Сигнальные реле РЧ компании Omron, прочные компоненты для высокочастотного переключения

 

 

MOSFET-переключатель класса 3000 В для полупроводниковых реле с использованием технологии MEMS

КОМАЧИ Томонори 1 ТАКАЯМА Тадахико 2 ИМАМУРА Макото 1

Для разработки малогабаритного полупроводникового реле с высоким пробивным напряжением для сканеров в записывающих устройствах мы разработали полевой МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) с новым трехмерным выводом в качестве переключающего устройства.Окончание состоит из протравленных боковых стенок и соединений на них. Используя эту структуру, впервые в мире был создан полевой МОП-транзистор на 3200 В размером всего 1,7 кв. мм. Мы использовали процесс MEMS (микроэлектромеханические системы) для травления канавки диаметром 400 мкм, которая в несколько десятков или сотен раз глубже, чем канавка, формируемая обычным процессом сухого травления.

  1. Отдел разработки передовых устройств, штаб-квартира корпорации по исследованиям и разработкам
  2. Бизнес-центр по продуктам, Центральный офис промышленной автоматизации

Введение

В 1989 году Yokogawa впервые в мире выпустила самописец, оснащенный полупроводниковыми реле с напряжением пробоя 1500 В. 1 2 На основе этой технологии компания Yokogawa разработала полупроводниковое реле со сверхнизкой емкостью для тестеров БИС. 3 Совокупный объем продаж полупроводниковых реле с тех пор превысил десять миллионов каналов, завоевав отличную репутацию.

Однако реле для сканеров, встроенных в самописцы, используемые в производственной сфере, требуют большей устойчивости к скачкам напряжения. Кроме того, в последнем стандарте безопасности IEC61010-2001 для измерительных приборов, подключенных к источникам питания класса 200 В, требуется напряжение изоляции 3170 В.Поэтому для реле, используемых в приборах для измерения горячих линий класса 200 В, широко используемых во всем мире, требуется высокое пробивное напряжение 3200 В.

Расчет высокого пробивного напряжения

Рис. 1 Конфигурация полупроводникового реле

Конфигурация полупроводникового реле

Конфигурация полупроводникового реле показана на рисунке 1. Входной сигнал заставляет светоизлучающий диод (LED) излучать свет, излучаемый свет преобразуется в напряжение с помощью матрицы фотодиодов с выходом по напряжению, а затем напряжение подается на затвор полевого транзистора металл-оксид-полупроводник (MOSFET).Пара полевых МОП-транзисторов соединена последовательно, чтобы принимать как положительные, так и отрицательные сигналы. Между истоком и затвором МОП-транзистора вставлен шунтирующий резистор для разрядки заряда, накопившегося на затворе, когда полупроводниковое реле переключается из включенного состояния в выключенное. Одним из устройств, на которые прямо подается высокое напряжение в полупроводниковом реле, является полевой МОП-транзистор. Поэтому он предназначен для выдерживания высоких напряжений, даже когда напряжение приложено между истоком и стоком, когда полевой МОП-транзистор находится в выключенном состоянии.

Традиционная конструкция высокого пробивного напряжения

Рис. 2 Обычный боковой МОП-транзистор

МОП-транзистор В настоящее время Yokogawa использует боковые МОП-транзисторы, в которых ток течет горизонтально вдоль устройства, как показано на рисунке 2. Его напряжение пробоя составляет 1500 В, ток утечки при 100 В составляет около 400 пА, а емкость в закрытом состоянии составляет 70 пФ. Напряжение пробоя 1500 В реализуется двунаправленным ключом, состоящим из двух полевых транзисторов.Размер чипа составляет 3,4 мм на 1,7 мм.

Для достижения пробивного напряжения 3200 В при использовании традиционной боковой структуры MOSFET необходимо снизить концентрацию примесей в проводящей области (область между истоком и стоком) и увеличить расстояние в три раза. Кроме того, чтобы компенсировать повышенное сопротивление, вызванное пониженной концентрацией примесей и увеличением расстояния до проводящей области, проводящая область должна быть расширена в поперечном направлении.Следовательно, чип неизбежно будет больше.

Рис. 3. Структура области подключения обычного вертикального МОП-транзистора

С другой стороны, хотя вертикальный МОП-транзистор, в котором ток течет вертикально через устройство, требует небольшой проводящей площади, кольца возбуждения следует размещать на соответствующих расстояниях, чтобы поддерживать напряжение пробоя за счет увеличения обедненного слоя, как показано на рис. Рисунок 3.Эта область называется областью заделки, и она в несколько раз больше, чем проводящая площадь.

Вышеупомянутая конструкция увеличивает площадь перехода, ухудшая характеристики низкого тока утечки, что важно в таких приложениях, как сканеры. Также увеличение размеров чипа увеличивает размер корпуса, что нежелательно с точки зрения затрат и ресурсов.

Новая структура оконечной области вертикального МОП-транзистора

Традиционно устройства рассматривались в двух измерениях, и были предприняты попытки использовать высокие напряжения пробоя путем разработки структуры контактной области верхней поверхности, что ограничивало увеличение напряжения пробоя.Тем не менее, мы сосредоточились на уменьшении размера чипа, просто исключив область подключения вертикального МОП-транзистора, рассматривая структуру в трех измерениях.

Рис. 4 Принцип работы новой структуры области завершения

Когда окружение проводящей области устройства вырыто вертикально и глубоко, не только уменьшаются размеры чипа, но и соединение становится идеальным параллельным плоским соединением.Таким образом, напряжение пробоя приближается к теоретическому значению. Однако в реальном устройстве сторона устройства должна быть покрыта защитным покрытием, таким как оксидная пленка, для сохранения стабильных характеристик. В результате, как показано на рис. 4(а), граничные заряды (Qss), возникающие на границе между кремнием и оксидной пленкой, препятствуют расширению обедненного слоя, и поэтому напряжение пробоя уменьшается.

Следовательно, мы сформировали вертикальный p-слой между пленкой оксида и n-слоем кремния, как показано на рис. 4(b).Весь вертикальный р-слой переходит в состояние истощения при приложении относительно низкого напряжения обратного смещения. Когда напряжение смещения увеличивается, обедненный слой расширяется от верхнего основного PN-перехода в сторону n-слоя, и в то же время обедненный слой увеличивается от вертикального перехода в объеме n-слоя, таким образом, весь n-слой слой может быть эффективно переведен в состояние истощения. Это основной принцип достижения высокого напряжения пробоя, несмотря на малые размеры кристалла.

Разработка MOSFET с новой структурой контактной области

Поперечное сечение полевого МОП-транзистора с новой структурой области оконечной нагрузки показано на рисунке 5. Сторона устройства окружена ранее упомянутой структурой, а верхняя поверхность образована повторяющимися небольшими полевыми транзисторами, называемыми ячейками в том же как обычный вертикальный МОП-транзистор.

Рис. 5. Новая структура оконечной области вертикального МОП-транзистора

Конструкция вертикального полевого МОП-транзистора включает проектирование подложки, контактной области и ячеек полевого транзистора.При проектировании подложки, как и при проектировании сквозных диодов, напряжение пробоя BV определяется уравнением с использованием плотности подложки N A , ширины обедненного слоя W и электрического поля E C .

(Где q — значение единичного заряда, ε S — диэлектрическая проницаемость кремния)

Используя это уравнение, мы определили каждый параметр так, чтобы минимизировать удельное сопротивление при сохранении желаемого напряжения пробоя.

При проектировании области замыкания мы исследовали плотность и ширину вертикального p-слоя путем моделирования, чтобы основное напряжение пробоя, зависящее от подложки, не падало в области замыкания. Затем экспериментальным путем мы подобрали оптимальное значение.

При проектировании ячеек на полевых транзисторах мы провели моделирование, изменяя такие параметры, как длина затвора и длина истока, и определили их с учетом баланса напряжения пробоя и сопротивления в открытом состоянии.

Процесс изготовления

Рис. 6. Схема производственного процесса

Для пластин прототипа использовалась пластина прямого соединения для получения как высокого напряжения пробоя, так и низкого сопротивления в открытом состоянии. Пластина толщиной 350 мкм с высоким сопротивлением наклеивалась на опорную подложку с низким сопротивлением; он достаточно толстый, чтобы с ним можно было обращаться даже после глубокого травления. Схема производственного процесса показана на рисунке 6.

  1. Форма ячеек полевых транзисторов на поверхности пластины как у обычных вертикальных полевых транзисторов
  2. Протравите канавки глубиной 400 мкм и шириной 300 мкм вокруг чипа с помощью процесса ионно-реактивного травления с индуктивно связанной плазмой (ICP-RIE). В последнее время ICP-RIE часто используется при изготовлении микроэлектромеханических систем (MEMS). Внешний вид устройства после травления показан на рис. 7. Наклон его боковой поверхности составляет 91 градус, шероховатость — 200 нм и менее.
  3. Выровняйте боковую поверхность и сделайте ее эпитаксиальной.
  4. Удалите избыточный эпитаксиальный нарост травлением и нанесите на него защитную оксидную пленку.
  5. Из-за глубоких канавок нанесите резист для формирования рисунка электродов на верхнюю поверхность с помощью распылителя.
  6. Разрежьте пластину по канавкам, протравленным ICP-RIE (f), и разделите ее на чипы.

 


 

Результат прототипа

Общий вид собранного полевого МОП-транзистора площадью 1,7 мм показан на рис. 8.Наблюдаемая ступенька за пределами стружки является результатом канавки и резки в процессах ICP-RIE и нарезки кубиками. Что касается электродов, то на его поверхности есть затвор и исток, а на обратной — сток, такие же, как и у обычного вертикального MOSFET.

Рис. 7 Внешний вид устройства после травления
ICP-RIE

Рисунок 8 Внешний вид готовой микросхемы

Характеристики разбивки показаны на рисунке 9.Мы смогли достичь напряжения пробоя 3200 В и тока утечки 1,2 нА при 200 В. Сопротивление во включенном состоянии составило 165 Ом, а пороговое напряжение 1,6 В.

На рис. 10 показано соотношение между напряжением пробоя и нормализованным сопротивлением во включенном состоянии. Высокое напряжение пробоя и низкое сопротивление во включенном состоянии являются противоречивыми характеристиками, и существует «кремниевый предел» кремния, используемого для подложки. На рис. 10 устройства, расположенные справа и ниже, лучше. Разработанное устройство значительно лучше, чем обычный небольшой полевой МОП-транзистор с высоким напряжением пробоя.В целом, микросхема, включая контактную область, расположена близко к «кремниевому пределу», подтверждая, что эта конфигурация обеспечивает сопротивление во включенном состоянии, близкое к теоретическому пределу, при малых размерах и высоком напряжении пробоя.

Рисунок 9 Характеристики пробоя

Рисунок 10. Сравнение характеристик полевых МОП-транзисторов с высоким напряжением пробоя

Заключение

Нам удалось создать небольшой полевой МОП-транзистор размером 1.7 мм квадратного сечения с характеристиками пробивного напряжения 3200 В, сопротивления в открытом состоянии 165 Вт и тока утечки 1,2 нА при 200 В. Благодаря технологии, представленной в этой статье, область контакта на поверхности кристалла больше не требуется, а небольшой полевой МОП-транзистор площадью несколько квадратных миллиметров обеспечивает высокое напряжение пробоя в несколько тысяч вольт.

В будущем мы решим проблему выходной мощности. Производительность этого прототипа в три-пять раз больше, чем у обычного продукта.Однако наше недавнее моделирование показывает, что выходная мощность может быть меньше, чем у обычного продукта, путем адаптации его структуры.

Каталожные номера

  1. Макото Накая, Мицуо Шираиси и др., «Твердотельное реле», Технический отчет Yokogawa, английское издание, № 12, 1991 г., стр. 37-40
  2. Хироши Юхара, Ёсихиро Окано и др., «Гибридный рекордер HR2300/2400», Технический отчет Yokogawa, Vol. 33, № 4, 1989, стр. 257-260 на японском языке
  3. Томонори Комачи, Макото Накая и др., «Твердотельное реле с малой выходной емкостью», Технический отчет Yokogawa, английское издание, № 23, 1997 г., стр. 1-4
  4. Томонори Комачи, Тадахико Такаяма, Макото Имамура, «Кремниевый полевой МОП-транзистор с малым током утечки 3,2 кВ, площадью 1,7 мм в квадрате», Технический дайджест IEEE IEDM, 2006 г., стр. 915-918

Silicon Labs выпускает первое в отрасли решение для твердотельных реле, основанное на технологии изоляции КМОП

Silicon Labs запускает первое в отрасли решение для твердотельных реле, основанное на технологии изоляции КМОП Приложения для замены автомобильных реле

ОСТИН, Техас — (BUSINESS WIRE) — Silicon Labs (NASDAQ: SLAB) представила революционное семейство драйверов изолированных полевых транзисторов (FET) на основе КМОП, которое позволяет разработчикам использовать их выбор приложения. специальные полевые транзисторы большого объема для замены устаревших электромеханических реле (EMR) и твердотельных реле на основе оптронов (SSR).Новое семейство Si875x оснащено первыми в отрасли изолированными драйверами FET, предназначенными для передачи питания через встроенный изолирующий барьер CMOS, что устраняет необходимость в изолированных вторичных источниках питания на стороне переключателя и снижает стоимость и сложность системы. В сочетании с дискретным полевым транзистором драйверы Si875x представляют собой лучшее в своем классе решение по замене EMR/SSR для контроллеров двигателей и клапанов, реле HVAC, контроля аккумуляторных батарей, переключателей сети и связи переменного тока, автомобильных зарядных систем HEV/EV и других устройств. промышленное и автомобильное применение.

Получите все подробности о драйверах изолированных полевых транзисторов Si875x от Silicon Labs, включая информацию о ценах и наличии продуктов, инструментах разработки и технических описаниях, по адресу  www.silabs.com/Si875x   .

Разработчики традиционно использовали EMR и твердотельные реле на основе оптронов в коммутационных приложениях, и обе технологии имеют ограничения. ЭМИ являются дорогостоящими, медленными, громоздкими и шумными. Эти недостатки приводят к двузначному росту использования SSR, но даже SSR создают проблемы.Твердотельные реле на основе оптронов имеют присущие им ограничения, такие как более короткий срок службы из-за старения светодиодов, снижение производительности и стабильности при более высоких температурах, а также снижение помехоустойчивости. Они также используют ограниченный выбор встроенных полевых транзисторов, что еще больше снижает производительность, стоимость и мощность.

Изолированные драйверы Si875x на основе КМОП Silicon Labs предлагают лучшую альтернативу, которая снижает стоимость и энергопотребление системы и повышает производительность для приложений, обслуживаемых SSR или EMR. Поскольку драйверы Si875x не используют светодиоды или оптические компоненты, они обеспечивают превосходную стабильность во времени и температуре.Компактные устройства Si875x обеспечивают полностью бесшумное переключение, что делает их идеальным решением для замены громоздких ЭМИ, которые ограничены электрическими шумами переключения и проблемами износа, а также проблемами массового производства.

Устройства Si875x управляют затворами на полевых транзисторах с номинальным напряжением 10,3 В, используя очень низкий входной сигнал 1 мА с временем включения 1,1 мс. Увеличение входного тока до 10 мА обеспечивает исключительно быстрое время включения 94 мкс. Уникальная опция оптимизации энергопотребления обеспечивает максимальный ток включения для высокой скорости, а затем снижает его до 90% для статического тока удержания после разрядки дополнительного внешнего конденсатора.Гибкие входные напряжения от 2,25 В до 5,5 В обеспечивают бесшовное подключение к контроллерам с низким энергопотреблением. Драйверы Si875x также имеют дополнительную возможность блокировки Миллера для предотвращения непреднамеренного включения внешнего полевого транзистора.

Устройства Si875x имеют номинал изоляции 2,5 кВ (среднеквадратичное значение), могут работать во всех диапазонах промышленных и автомобильных температур (до +125 o C) и разработаны в соответствии со строгими стандартами UL, CSA, VDE и CQC. Универсальные входы обеспечивают цифровое управление контактами CMOS (устройства Si8751) или эмуляцию диодов (устройства Si8752) для наилучшего соответствия целевому приложению, а гибкие выходы поддерживают конфигурации нагрузки переменного и постоянного тока.

«Благодаря уникальному сочетанию прочной, надежной технологии изоляции на основе КМОП и революционной возможности передачи питания через изолирующий барьер драйверы Si875x от Silicon Labs представляют собой столь необходимое решение для замены устаревших ЭМИ и твердотельных реле на основе оптронов, — сказал Росс. Сабольчик, вице-президент по силовым продуктам в Silicon Labs. «Новое семейство Si875x дает разработчикам гибкость в выборе экономичного полевого транзистора, настроенного в соответствии с потребностями их приложений, что позволяет легко перейти на современные полупроводниковые коммутаторы.

Si875x Основные характеристики семейства драйверов изолированных полевых транзисторов

  • Первое в отрасли решение SSR на основе CMOS с изоляцией, поддерживающее полевые транзисторы для конкретных приложений
  • Лучшая в своем классе помехоустойчивость, высокая надежность и класс изоляции 2,5 кВ (среднеквадратичное значение)
  • Долгий срок службы в условиях высокого напряжения (100 лет при 1000 В)
  • Эффективное переключение: 10,3 В на затворе при входном токе всего 1 мА
  • Широкое входное напряжение 2.От 25 В до 5,5 В обеспечивает экономию энергии
  • Уникальная функция выводов оптимизирует соотношение энергопотребления и времени переключения
  • Зажим Миллера предотвращает непреднамеренное включение внешнего полевого транзистора
  • Небольшой корпус SOIC-8 включает изолирующие и силовые конденсаторы для маломощных приложений
  • Варианты устройств автомобильного класса, отвечающие требованиям AEC-Q100

Цены и наличие

Образцы драйверов изолированных полевых транзисторов Si875x доступны уже сейчас, производство запланировано на ноябрь 2016 года.Устройства Si875x поставляются в небольшом корпусе SOIC-8 с промышленным (от -40°C до +105°C) или автомобильным (от -40°C до +125°C) диапазоном рабочих температур окружающей среды. Цены на партии из 10 000 единиц начинаются с 0,96 доллара США (USD) для промышленных версий и 1,20 доллара США (USD) для автомобильных температурных вариантов. Оценочные комплекты Si8751-KIT (цифровой вход) и Si8752-KIT (вход эмулятора светодиодов) уже доступны по цене 39,99 долларов США каждый (рекомендованная розничная цена в долларах США). Чтобы приобрести образцы продуктов Si875x и комплекты для разработки, посетите сайт www.silabs.com/Si875x.

Связь с Silicon Labs

Подписывайтесь на Silicon Labs на http://news.silabs.com/, на http://blog.silabs.com/, в Twitter на http://twitter.com/siliconlabs, на LinkedIn на http://www. linkedin.com/company/silicon-labs и на странице Facebook http://www.facebook.com/siliconlabs.

Силикон Лабс

Silicon Labs (NASDAQ: SLAB) — ведущий поставщик микросхем, программного обеспечения и решений для Интернета вещей, интернет-инфраструктуры, промышленной автоматизации, потребительского и автомобильного рынков.Мы решаем самые сложные проблемы электронной промышленности, предоставляя клиентам значительные преимущества в производительности, энергосбережении, возможностях подключения и простоте конструкции. Благодаря поддержке наших инженерных команд мирового класса, обладающих непревзойденным опытом в разработке программного обеспечения и смешанных сигналов, Silicon Labs предоставляет разработчикам инструменты и технологии, необходимые им для быстрого и легкого перехода от первоначальной идеи к конечному продукту. www.silabs.com

Предостерегающий язык

Этот пресс-релиз может содержать прогнозные заявления, основанные на текущих ожиданиях Silicon Labs.Эти прогнозные заявления сопряжены с рисками и неопределенностями. Ряд важных факторов может привести к тому, что фактические результаты будут существенно отличаться от заявленных в прогнозных заявлениях. Для обсуждения факторов, которые могут повлиять на финансовые результаты Silicon Labs и привести к тому, что фактические результаты будут существенно отличаться от заявленных в прогнозных заявлениях, см. документы Silicon Labs в SEC. Silicon Labs отказывается от каких-либо намерений или обязательств по обновлению или пересмотру любых прогнозных заявлений, будь то в результате получения новой информации, будущих событий или иным образом.

Примечание для редакторов: Silicon Labs, Silicon Laboratories, символ «S», логотип Silicon Laboratories и логотип Silicon Labs являются товарными знаками Silicon Laboratories Inc.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.