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一個由RC電路和P溝道場效應(yīng)管組成的延時關(guān)機(jī)電路分析

冬至子 ? 來源:飛多學(xué)堂 ? 作者:飛多學(xué)堂 ? 2023-08-14 17:02 ? 次閱讀
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下圖是一個由 RC 電路和 P 溝道場效應(yīng)管組成的延時關(guān)機(jī)電路:

R2 和 LED 為用電電路。電路功能如下: 按下按鍵后,開機(jī),大約2分鐘后,自動關(guān)機(jī)。

簡單 RC 電路

要想理解上面的延時關(guān)機(jī)電路,需要從下面這個簡單的并聯(lián) RC 電路開始。

為了方便觀察波形,我們將延時關(guān)機(jī)電路中的 10 MΩ電阻 R1 改為了 100kΩ。

按下按鍵后波形如下:

波形的幾個狀態(tài)如下:

  1. 上電后,未按下按鍵前,電容上端電壓為零。
  2. 按下按鍵后,電容迅速充電至電源電壓,電容上端電壓為電源電壓。此時,電容 充滿電
  3. 放開按鍵后,電容通過電阻 R1 緩慢放電,電容 C1 上端電壓逐漸降低,最后接近 0 V。

上面簡單并聯(lián) RC 電路和波形比較容易理解和看懂。

換個位置

如果我們將上面簡單 RC 電路的開關(guān)挪個位置,變成如下電路:

按下按鍵后的波形如下圖:

波形的幾個狀態(tài)如下:

  1. 未上電時,電容下端電壓為零。
  2. 上電后,C1 上端會出現(xiàn)電源的 9V 電壓,由于電容兩端的電壓不能突變,電容 C1 的下端也出現(xiàn) 9V 電壓。注意:此時,由于開關(guān)還是斷開的,電容 沒有充電
  3. 按下開關(guān)后,電容下端被電源地拉低至 0 V。并且,由于開關(guān)閉合了,電容 迅速充滿電 。此時電容的狀態(tài),和前面那個開關(guān)在電源正極的 RC 電路中電容充滿電的狀態(tài)(狀態(tài)2)是一致的。
  4. 斷開按鍵后,電容開始通過電阻 R1 緩慢放電。放電完成后,電容下端電壓 接近電源電壓

最后一個階段(狀態(tài)4), 隨著電容放電,電容一端的電壓逐漸增高 ,比較難于理解。也是理解最開始那個延時關(guān)機(jī)電路的關(guān)鍵。

可以這樣理解電容放電,電壓升高的過程。當(dāng)電容充滿電時(狀態(tài)3),電容上端因為失去電子(電子被吸引到了電源正極),聚集了大量正電荷。電容下端因為受電源負(fù)極影響,聚集了大量電子。充電結(jié)束時,電容兩端電壓和電源電壓一致。開始放電后(狀態(tài)4),電容負(fù)極的電子會逐漸經(jīng)過電阻往電容正極移動,隨著帶負(fù)電的電子的移出,電容負(fù)極電壓逐漸升高,此過程會導(dǎo)致電容兩端的壓差逐漸降低,最后,當(dāng)電容負(fù)極電壓也變?yōu)殡娫措妷簳r,壓差消失,放電結(jié)束。

分析延時關(guān)機(jī)電路

現(xiàn)在我們回到最開始的那個延時關(guān)機(jī)電路:

  1. 上電時,由于電容兩端電壓不能突變,電容 C1 的下端會出現(xiàn)電源電壓,這會導(dǎo)致 P 溝道場效應(yīng)管關(guān)閉。
  2. 按下按鍵后,場管的門極被拉低至電源電壓,此時,門極電壓相對于源極電壓為負(fù),P 溝道場管打開,后級電路得到供電。
  3. 開關(guān)斷開后,電容 C1 通過 R1 緩慢放電。放電過程中,門極電壓逐漸升高。當(dāng)升高到某一電壓時,場管關(guān)閉,斷開后級電路供電。

總結(jié)

以上,就是我們對這個延時關(guān)機(jī)電路的分析。理解的關(guān)鍵就是知道有時會出現(xiàn):隨著電容放電,電容一端的電壓逐漸增高的情況。

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