RC電路和P溝道場效應(yīng)管的延時關(guān)機電路設(shè)計

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)機電路：

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

簡單 RC 電路

要想理解上面的延時關(guān)機電路，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)機電路

現(xiàn)在我們回到最開始的那個延時關(guān)機電路：

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。

編輯：黃飛

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