在应用普通晶体管组成的延时电路中,由于晶体三极管输入阻抗较低,而且电容容量都选用得很大,这样组成的R、C延时电路,电容器体积大,时间误差也较大。我厂在技术改造中通过反复实验,应用场效应管3DO1F、设计成延时长达8000多秒的延时电路,时间误差在室温变化范围内达到±0.5%。电路见图1。可以应用在半导体元器件生产中控制高频电炉、扩散电炉、电烘箱加热时间等方面。

当双刀同步开关K扳在K\(_{1}\)、K′1位置时,负载R\(_{L}\)通过开关K、继电器J的常闭接点J1—1而接通电源。同时钽电容C\(_{1}\)开始经由电源、开关K、电阻Rt充电。由于3DO1F场效应管是一种N沟道耗尽型的绝缘栅场效应管,它的栅极和其他电极是绝缘的,栅极电流几乎等于零,输入阻抗很高,可达109~1O12欧姆,所以它对R\(_{t}\)C1回路的充放电时间可认为没有影响。当开关K刚扳到K\(_{1}\)位置时,因电容C1两端电压不能突变,使BG\(_{1}\)的栅压VG≈24伏,从3DO1F的转移特性曲线(图2)可看到:此时漏源电流IDS较大,因此BG\(_{2}\)因有足够大的基极电流而导通,BG2的集电极电压近似于零电位,二极管D\(_{3}\)正向导通,BG3基极电流经D\(_{3}\)引走,BG3截止,继电器J不动作。这时D\(_{1}\)正向导通,VS≈9伏(DZ\(_{2}\)稳定电压为7~8.5伏,D5、D\(_{6}\)的正向管压降各为0.6~0.7伏,VD5+V\(_{D6}\)+VDZ2≈9V)随着充电时间的增加,电容器C\(_{1}\)上的电压愈来愈接近电源电压,BG1的栅压V\(_{G}\)也就逐渐下降,使导电沟道逐渐减少(耗尽),漏源电流IDS也相应减小,直至最后电源电压全部降落在电容器C\(_{1}\)上,VG≈0伏。这时因V\(_{S}\)≈9伏,VGS=-9伏。当I\(_{DS}\)减小到20微安左右,VGS=-9伏=V\(_{P}\)时,BG1处于夹断的状态,V\(_{P}\)称为夹断电压。在栅源电压达到VP致使沟道从源到漏整个夹断之后,场效应管从源到漏的电阻必然变得很大,输出电流将减小到差不多接近于零的状况,D\(_{1}\)截止,隔断了加到源极的9伏偏压,BG2由导通变为截止,D\(_{3}\)反向截止,稳压管DZ1击穿,使BG\(_{3}\)有足够的基极电流,BG3由截止变为导通,继电器J动作,J\(_{1—1}\)常闭接点打开,使负载RL断开电源,J\(_{1—2}\)常开接点闭合,使信号灯发亮。经实验:当Rt=(6.8M×5)+10M+200K,C\(_{1}\)=68ηf,延时时间t=3060秒;C1=136ηf,t=3605秒。R\(_{t}\)=(6.8M×7)+10M+200K,C1=204ηf时,t=8584秒。因3DO1F场效应管输入阻抗差异较大,因此整定时间的电阻R\(_{t}\)必须经过实验确定,我们用KCX1×11型单刀波段开关把电阻串联起来,在使用时可以扳动波段开关,整定延时时间。

电路中二极管D\(_{1}\)用来隔断9伏偏压,防止电流倒流破坏BG2正常工作。D\(_{2}\)的作用是加速BG2截止、BG\(_{3}\)导通,使其开关性能良好。R4、R\(_{6}\)起分压限流作用,以免场效应管最大漏源电压超过极限电压BVDS而击穿。BG\(_{2}\)、BG3发射极加上1.4伏偏置电压起防干扰作用。R\(_{1}\)作为C1的放电电阻,保证下次工作时间的精确性。(上海继电器厂工人 葛志诚)