В настоящее время многим радиолюбителям стали доступны мощные ключевые полевые транзисторы с изолированным затвором, как импортные, так и отечественные. Применение таких транзисторов в ключевых устройствах выгодно тем, что сопротивление их канала в открытом состоянии настолько низко, что его можно сопоставить с сопротивлением замкнутых механических контактов.
В комплексе с высокими допустимыми токами в открытом состоянии и высоким напряжением в закрытом, это позволяет использовать такие транзисторы для коммутации достаточно больших мощностей без существенного нагрева активного элемента (полевого транзистора). Высокое же сопротивление входа управления такого ключа позволяет ему работать на выходе логического устройства, собранного на КМОП-микросхемах, и потребляющего минимальный ток.
Автор попробовал использовать полевые транзисторы КП707А в качестве выходного каскада коммутатора сетевой нагрузки (вместо тиристора) и в качестве выходных каскадов цветомузыкальной установки.
Принципиальная схема выходного каскада коммутатора сетевой нагрузки показана на рисунке. Если разобраться, то полевой транзистор включен точно вместо тиристора, — на выходе выпрямительного моста, включенного последовательно с нагрузкой. При подаче напряжения управления на его затвор (от выхода логического элемента КМОП) транзистор открывается и ток через его канал и выпрямительный мост поступает в нагрузку.
Используя транзистор КП707А, таким образом можно коммутировать нагрузку в сети 220V, мощностью до 1000 Вт (зависит от диодов выпрямительного моста), без существенного нагрева транзистора (при условии, что транзистор только включает и выключает нагрузку, не принимая промежуточных значений).
Рис. 2
Преимущество по сравнению с тиристором в том, что минимальная мощность нагрузки может быть вообще около нуля. Если мощности ламп небольшие (до 40 Вт), то на таком транзисторе можно сделать несложный регулятор мощности, при помощи которого можно будет регулировать яркость свечения лампы. Для этого нужно регулировать напряжение на затворе транзистора, например, при помощи переменного резистора (рис. 2).
Рис. 3
На такой же основе можно сделать и выходные каскады для цветомузыкальной установки (рисунок 3). При мощности ламп не более 25-40 Вт можно будет очень легко реализовать давнюю мечту многих цветомузыкальщиков, — чтобы лампы не переключались скачкообразно, а светились так, чтобы их яркость была в зависимости от уровня входного НЧ-сигнала. Просто, нужно чтобы напряжение на затворе управляющего транзистора зависело от уровня входного НЧ-сигнала.
Полевые транзисторы — КП707 с буквами А, Б, Д, КП776А, КП777А или импортный IRF840. Диоды КД226Г при мощности нагрузки не более 100 Вт можно заменить на КД243 Г-Е, КД247 В-Д, или использовать готовые мосты КЦ402 А-В, КЦ405А-В. Или аналогичные импортные.
Стабилитрон КС510А можно заменить другим стабилитроном на напряжение 10-12 V (Д814Д, КС511, КС512).
При работе в регуляторе полевой транзистор нужно установить на радиатор. При работе в коммутаторе необходимости в радиаторе нет.
