Como escolher uma opção?

Parece haver cerca de 4 tipos principais de transistores e existem versões NPN / PNP. Também existem relés, SCRs e TRIACs.

Quando preciso de um comutador controlado por microcontrolador, que regras práticas devem me orientar na escolha? Existem alguns comuns que as pessoas gostam de usar quando não há especificações específicas de alto desempenho?

Eu gostaria de aprender as regras gerais para não terminar pesquisando 37 variantes da mesma pergunta.

Para um exemplo concreto, a aplicação que eu estou escolhendo agora envolve acionar uma campainha de 5 V, 160 mA (média de 80 mA a 50% de ciclo de trabalho), campainha de 3,1 kHz com uma saída de um MCU de 3,3V que pode afundar 8 mA ou fonte 4 mA.

transistors switches mosfet

— Doug McClean
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Eu não vou usar Triacs para alternar baixa tensão

— mbx

Você tem um link para a folha de dados do piezo? (Que 160 mA parece ser um monte )

— stevenvh

@stevenvh Sim, parece muito para mim também. Mas diz 5V, 30 ohms (~ = 165 mA) e corrente máxima 80 mA. Como também diz 50% do ciclo de trabalho, e como 80 é quase a metade do que os 30 ohms dariam, é isso que estou pensando? Eu posso estar interpretando mal, eu não brinquei com um desses antes. soberton.com/NewFiles/Product%20PDFs/GT-0950RP3.pdf

— Doug McClean

@ Doug - Diz resistência da bobina ; não é um piezo, mas algo como um alto-falante. Eu suspeitava disso, mas você parecia tão positivo em mencionar o piezo.

— stevenvh

@ Doug - Não se esqueça de colocar um diodo paralelo à campainha (cátodo no Vcc) para proteger o transistor de acionamento.

— precisa saber é o seguinte

Respostas:

Transistores bipolares e FETs funcionam da mesma forma no lado da saída quando você os utiliza como comutadores em aplicações de baixa potência, como você mencionou. Ambos vêm em dois sabores para fazer interruptores laterais altos ou baixos. O NPN bipolar e o canal N FET são os comutadores laterais baixos, e o PNP bipolar e o canal P FET são os comutadores laterais altos.

A diferença entre bipolar e FET é principalmente como eles são ligados e desligados. Os bipolares são ativados, executando alguma corrente através da base. Isso permite que uma corrente muito maior flua através do coletor. A proporção da possível corrente do coletor para a corrente base é o ganho do transistor. Os FETs são controlados por tensão em vez de corrente. Um MOSFET de canal N básico pode exigir 12-15 volts no portão para estar totalmente ligado, com 0V totalmente desligado. Existem coisas chamadas FETs de "nível lógico" que podem alternar entre ligar e desligar o suficiente para serem acionadas diretamente por saídas lógicas de 3,3V ou 5V.

Discordo do Starblue e digo que, para aplicativos de comutação muito simples para uso em hobby, obtenha alguns FETs de bom nível lógico, como o IRLML2502. Eles custam 10s de centavos cada, mas são muito nebulosos, desde que tudo seja limitado a 20V. Eu certamente não começaria com isso para um design de volume feito por um profissional, mas se você quiser apenas começar com uma resposta que atenda às mais necessidades, esta é uma boa primeira parte para se acostumar.

Quando estiver pronto para experimentar os bipolares, obtenha 100 cada um dos 2N4401 e 2N4403. Eles são muito baratos, amplamente disponíveis e bastante robustos para o seu tamanho. Eles também seriam bons para alternar cargas de 200mA, mas você precisa saber um pouco mais para usá-las bem. Você não pode simplesmente conectá-los diretamente a uma saída de microcontrolador em um aplicativo de comutação.

— Olin Lathrop
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com um BJT, você só tem que lembrar de usar uma pequena (digamos 100 ohm) resistor de base, não é muito mais complicado (reconhecidamente simplificando) do que realmente :)

— vicatcu

Sim, você precisa adicionar um resistor de base, mas não é tão simples quanto reduzir 100 Ohms. Você precisa considerar a corrente de carga, dividir pelo ganho do transistor para obter a corrente mínima de base, encontrar a queda de tensão no resistor de base considerando a queda de BE e calcular o valor do resistor de base. Você também precisa garantir que a saída lógica possa realmente direcionar essa quantidade de corrente na tensão assumida.

— Olin Lathrop

Prefira a solução mais simples e barata.

Se um transistor NPN puder fazer o trabalho, use-o. Para sua campainha, você pode usar um transistor NPN de pequena potência. Os transistores NPN de sinal pequeno são para correntes inferiores a cerca de 100mA, energia pequena para até 1A.

Se isso não for poderoso o suficiente, considere um MOSFET.

Relés, SCRs (tiristores) e triacs são mais para alternar tensões mais altas.

— starblue
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Por que não começar com um pequeno MOSFET? Os BJTs eram mais baratos há algum tempo, mas os MOSFETs estão subindo de preço e são mais fáceis de usar como comutadores (na minha opinião).

— 21711 Kevin