RC电路和P沟道场效应管的延时关机电路设计

下图是一个由 RC 电路和 P 沟道场效应管组成的延时关机电路：

R2 和 LED 为用电电路。电路功能如下: 按下按键后，开机，大约2分钟后，自动关机。

简单 RC 电路

要想理解上面的延时关机电路，需要从下面这个简单的并联 RC 电路开始。

为了方便观察波形，我们将延时关机电路中的 10 MΩ电阻 R1 改为了 100kΩ。

按下按键后波形如下：

波形的几个状态如下：

1. 上电后，未按下按键前，电容上端电压为零。

2. 按下按键后，电容迅速充电至电源电压，电容上端电压为电源电压。此时，电容充满电。

3. 放开按键后，电容通过电阻 R1 缓慢放电，电容 C1 上端电压逐渐降低，最后接近 0 V。

上面简单并联 RC 电路和波形比较容易理解和看懂。

换个位置

如果我们将上面简单 RC 电路的开关挪个位置，变成如下电路：

按下按键后的波形如下图：

波形的几个状态如下：

1. 未上电时，电容下端电压为零。

2. 上电后，C1 上端会出现电源的 9V 电压，由于电容两端的电压不能突变，电容 C1 的下端也出现 9V 电压。注意：此时，由于开关还是断开的，电容没有充电。

3. 按下开关后，电容下端被电源地拉低至 0 V。并且，由于开关闭合了，电容迅速充满电。此时电容的状态，和前面那个开关在电源正极的 RC 电路中电容充满电的状态（状态2）是一致的。

4. 断开按键后，电容开始通过电阻 R1 缓慢放电。放电完成后，电容下端电压接近电源电压。

最后一个阶段（状态4），随着电容放电，电容一端的电压逐渐增高，比较难于理解。也是理解最开始那个延时关机电路的关键。

可以这样理解电容放电，电压升高的过程。当电容充满电时（状态3），电容上端因为失去电子（电子被吸引到了电源正极），聚集了大量正电荷。电容下端因为受电源负极影响，聚集了大量电子。充电结束时，电容两端电压和电源电压一致。开始放电后（状态4），电容负极的电子会逐渐经过电阻往电容正极移动，随着带负电的电子的移出，电容负极电压逐渐升高，此过程会导致电容两端的压差逐渐降低，最后，当电容负极电压也变为电源电压时，压差消失，放电结束。

分析延时关机电路

现在我们回到最开始的那个延时关机电路：

1. 上电时，由于电容两端电压不能突变，电容 C1 的下端会出现电源电压，这会导致 P 沟道场效应管关闭。

2. 按下按键后，场管的门极被拉低至电源电压，此时，门极电压相对于源极电压为负，P 沟道场管打开，后级电路得到供电。

3. 开关断开后，电容 C1 通过 R1 缓慢放电。放电过程中，门极电压逐渐升高。当升高到某一电压时，场管关闭，断开后级电路供电。

总结

以上，就是我们对这个延时关机电路的分析。理解的关键就是知道有时会出现：随着电容放电，电容一端的电压逐渐增高的情况。

编辑：黄飞