Artikel berikut membahas penggunaan mosfet sebagai sakelar untuk mengalihkan beban arus tinggi secara efisien. Rangkaian ini juga dapat diubah menjadi rangkaian OFF delay dengan modifikasi sederhana. Desain tersebut diminta oleh Bapak Roderel Masibay.

Membandingkan Mosfet dengan BJT

Transistor efek medan atau mosfet dapat dibandingkan dengan transistor bjt atau transistor biasa, kecuali satu perbedaan yang signifikan.

MOSFET adalah perangkat yang bergantung pada tegangan tidak seperti BJT yang merupakan perangkat yang bergantung pada arus, yang berarti mosfet akan AKTIF sepenuhnya sebagai respons terhadap tegangan di atas 5V pada arus nol yang hampir melintasi gerbang dan sumbernya, sedangkan transistor biasa akan meminta arus yang relatif lebih tinggi untuk menyalakan.

Selain itu, kebutuhan arus ini tumbuh lebih tinggi secara proporsional karena arus beban terhubung meningkat di kolektornya. MOSFET di sisi lain akan mengganti beban tertentu terlepas dari level arus gerbang yang dapat dipertahankan pada level serendah mungkin.

Mengapa Mosfet adalah BJT yang Lebih Baik

Hal baik lainnya tentang sakelar mosfet adalah mereka melakukan sepenuhnya menawarkan resistansi yang sangat rendah di jalur arus ke beban.

Selain itu, mosfet tidak memerlukan resistor untuk pemicu gerbang dan dapat diaktifkan secara langsung dengan tegangan suplai yang tersedia asalkan tidak terlalu jauh melampaui tanda 12V

Semua properti yang terkait dengan MOSFET ini membuatnya menjadi pemenang yang jelas jika dibandingkan dengan BJT, terutama bila digunakan seperti sakelar untuk mengoperasikan beban yang kuat seperti lampu pijar arus tinggi, lampu halogen, motor, solenoida, dll.

Seperti yang diminta di sini, kita akan melihat bagaimana mosfet dapat digunakan sebagai sakelar untuk mengaktifkan sistem wiper mobil. Motor penghapus mobil mengkonsumsi arus yang cukup besar dan biasanya dialihkan melalui tahap penyangga seperti relai, SSR, dll. Namun, relai dapat mudah rusak sementara SSR bisa terlalu mahal.

Menggunakan Mosfet sebagai Switch

Opsi yang lebih sederhana bisa dalam bentuk sakelar MOSFET, Mari pelajari detail rangkaian yang sama.

Seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian yang diberikan, MOSFET membentuk perangkat pengontrol utama tanpa komplikasi di sekitarnya.

Sebuah sakelar di gerbangnya yang dapat digunakan untuk menghidupkan MOSFET dan resistor untuk menjaga gerbang MOSFET ke logika negatif ketika sakelar dalam posisi OFF.

Menekan sakelar menyediakan mosfet dengan tegangan gerbang yang diperlukan relatif terhadap sumbernya yang berada pada potensial nol.

“bagaimana arus ac dihasilkan ”

Pemicu langsung AKTIFKAN mosfet sehingga beban yang terhubung pada lengan pengurasnya menjadi AKTIF sepenuhnya dan beroperasi.

Dengan perangkat penghapus terpasang ke titik ini akan membuatnya menghapus begitu lama sakelar tetap tertekan.

Sistem penghapus terkadang memerlukan fitur penundaan untuk mengaktifkan beberapa menit tindakan penghapusan sebelum berhenti.

Dengan sedikit modifikasi, rangkaian di atas dapat dengan mudah diubah menjadi rangkaian penundaan OFF.

Menggunakan Mosfet sebagai Delay Timer

Seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini, kapasitor ditambahkan tepat setelah sakelar dan melintasi resistor 1M.

Ketika sakelar dihidupkan sebentar, beban akan AKTIF dan juga kapasitor mengisi dan menyimpan muatan di dalamnya.

Video Demonstrasi

Ketika sakelar dimatikan, beban terus menerima daya karena tegangan yang disimpan di kapasitor menopang tegangan gerbang dan membuatnya tetap ON.

Namun kapasitor secara bertahap dilepaskan melalui resistor 1M dan ketika tegangan turun di bawah 3V, MOSFET tidak lagi dapat menahan, dan seluruh sistem mati.

Periode penundaan tergantung pada nilai kapasitor dan nilai resistor, meningkatkan salah satu dari mereka atau keduanya meningkatkan periode penundaan secara proporsional.

Menghitung Delay

Untuk menghitung delay yang dihasilkan oleh konstanta RC dapat digunakan rumus sebagai berikut:

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

V adalah Tegangan ambang di mana MOSFET seharusnya hanya MATI atau mulai MENYALA.
V0 adalah tegangan suplai atau Vcc
R adalah tahanan pelepasan (Ω) yang dihubungkan sejajar dengan kapasitor.
C (Nilai Kapasitor (F) dalam contoh 100uF)
t (waktu pemakaian yang ingin kami hitung)

kami ingin tahu penundaannya (t) = aku s^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

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

Contoh Solusi

Jika kita memilih nilai ambang kapasitansi ON / OFF dari mosfet sebagai 2.1V, dan tegangan suplai sebagai 12V, resistansi sebagai 100K, dan kapasitor sebagai 100uF, penundaan setelah mosfet akan MATI dapat dihitung dengan menyelesaikan persamaan sebagai diberikan di bawah:

t = -Ln (2.1 / 12) x 100000 x 0,0001

t = 17,42 dtk

Jadi dari hasil kami menemukan bahwa penundaan akan menjadi sekitar 17 detik

Membuat Timer Durasi Panjang

Pengatur waktu durasi yang relatif lama dapat dirancang menggunakan konsep mosfet yang dijelaskan di atas untuk mengalihkan beban yang lebih berat.

Diagram berikut menggambarkan prosedur penerapannya.

Dimasukkannya transistor PNP ekstra dan beberapa komponen pasif lainnya memungkinkan rangkaian menghasilkan durasi periode tunda yang lebih tinggi. Pewaktuan dapat disesuaikan dengan memvariasikan kapasitor dan resistor yang terhubung melintasi basis transistor.