Wie wähle ich einen Schalter aus?

Es scheint ungefähr 4 Hauptvarianten von Transistoren zu geben, und dann gibt es NPN / PNP-Versionen. Es gibt auch Relais, SCRs und TRIACs.

Welche Faustregeln sollten mich bei der Auswahl leiten, wenn ich einen mikrocontrollergesteuerten Schalter benötige? Gibt es ein paar gängige, die die Leute gerne für den Gebrauch aufbewahren, wenn es keine besonderen Hochleistungsspezifikationen gibt?

Ich würde gerne die allgemeinen Regeln lernen, damit ich nicht am Ende 37 Varianten derselben Frage google.

Ein konkretes Beispiel: Die Anwendung, für die ich mich gerade entscheide, umfasst das Ansteuern eines 3,1-kHz-Summers mit 5 V, 160 mA (durchschnittlich 80 mA bei 50 % Einschaltdauer) und einem Ausgang von einer 3,3-V-MCU, der 8 mA aufnehmen oder speisen kann 4mA.

Ich werde Triacs nicht verwenden, um Niederspannung zu schalten
Hast du einen Link zum Datenblatt des Piezos? (Diese 160 mA scheinen viel zu sein )
@stevenvh Ja, das klingt für mich auch nach viel. Aber es heißt 5 V, 30 Ohm (~ = 165 mA) und maximaler Strom 80 mA. Da es auch 50% Einschaltdauer sagt und da 80 fast die Hälfte dessen ist, was die 30 Ohm ergeben würden, denke ich das? Vielleicht verstehe ich das falsch, ich habe noch nie damit gespielt. soberton.com/NewFiles/Product%20PDFs/GT-0950RP3.pdf
@Doug - Da steht Spulenwiderstand ; Es ist überhaupt kein Piezo, sondern eher so etwas wie ein Lautsprecher. Ich habe das vermutet, aber Sie schienen so positiv zu sein, als Sie das Piezo erwähnten.
@Doug - Vergessen Sie nicht, eine Diode parallel zum Summer (Kathode auf Vcc) zu platzieren, um den Ansteuertransistor zu schützen.

Antworten (2)

Bipolartransistoren und FETs funktionieren auf der Ausgangsseite ungefähr gleich, wenn Sie sie wie von Ihnen erwähnt als Schalter in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch verwenden. Beide sind in zwei Geschmacksrichtungen erhältlich, um entweder High-Side- oder Low-Side-Schalter herzustellen. Der NPN-Bipolar- und der N-Kanal-FET sind die Low-Side-Schalter, und der PNP-Bipolar- und der P-Kanal-FET sind die High-Side-Schalter.

Der Unterschied zwischen Bipolar und FET besteht hauptsächlich darin, wie sie ein- und ausgeschaltet werden. Bipolare werden eingeschaltet, indem etwas Strom durch die Basis geleitet wird. Dadurch kann ein viel größerer Strom durch den Kollektor fließen. Das Verhältnis des möglichen Kollektorstroms zum Basisstrom ist die Verstärkung des Transistors. FETs werden durch Spannung statt Strom gesteuert. Ein einfacher N-Kanal-MOSFET benötigt möglicherweise 12–15 Volt am Gate, um vollständig eingeschaltet zu sein, wobei 0 V vollständig ausgeschaltet sind. Es gibt sogenannte "Logikpegel"-FETs, die gut genug zwischen Ein und Aus umschalten können, um direkt von 3,3-V- oder 5-V-Logikausgängen angesteuert zu werden.

Ich werde Starblue widersprechen und sagen, dass Sie sich für sehr einfache Schaltanwendungen für den Hobbygebrauch eine Handvoll guter Logikpegel-FETs wie den IRLML2502 besorgen sollten. Sie kosten jeweils 10 Cent, sind aber sehr nebelhaft, solange alles auf 20 V begrenzt ist. Ich würde sicherlich nicht damit für ein Volumendesign beginnen, das von einem Profi erstellt wurde, aber wenn Sie nur mit einer Antwort beginnen möchten, die die meisten Anforderungen erfüllt, ist dies ein guter erster Teil, an den Sie sich gewöhnen müssen.

Sobald Sie bereit sind, mit Bipolaren zu experimentieren, erhalten Sie jeweils 100 von 2N4401 und 2N4403. Sie sind spottbillig, weit verbreitet und für ihre Größe rundum ziemlich robust. Sie eignen sich auch gut zum Schalten von 200-mA-Lasten, aber Sie müssen etwas mehr wissen, um sie gut zu verwenden. Sie können sie nicht einfach direkt an einen Mikrocontroller-Ausgang in einer Schaltanwendung anschließen.

Bei einem BJT müssen Sie nur daran denken, einen kleinen Basiswiderstand (z. B. 100 Ohm) zu verwenden. Es ist nicht viel komplizierter (zugegebenermaßen zu stark vereinfacht) als das wirklich :)
Ja, Sie müssen einen Basiswiderstand hinzufügen, aber es ist nicht so einfach, 100 Ohm herunterzudrücken. Sie müssen den Laststrom berücksichtigen, diesen durch die Transistorverstärkung teilen, um den minimalen Basisstrom zu erhalten, den Spannungsabfall über dem Basiswiderstand unter Berücksichtigung des BE-Abfalls ermitteln und dann den Basiswiderstandswert berechnen. Sie müssen auch sicherstellen, dass der Logikausgang diese Strommenge bei der angenommenen Spannung tatsächlich treiben kann.

Bevorzugen Sie die einfachste und günstigste Lösung.

Wenn ein NPN-Transistor die Arbeit erledigen kann, verwenden Sie diesen. Für Ihren Summer könnten Sie einen NPN-Transistor mit kleiner Leistung verwenden. Kleinsignal-NPN-Transistoren sind für Ströme von weniger als etwa 100 mA, kleine Leistung für bis zu etwa 1 A geeignet.

Wenn das nicht leistungsfähig genug ist, ziehen Sie einen MOSFET in Betracht.

Relais, SCRs (Thyristoren) und Triacs sind eher zum Schalten höherer Spannungen gedacht.

Warum nicht mit einem kleinen MOSFET beginnen? BJTs waren vor einiger Zeit billiger, aber MOSFETs holen im Preis auf und sind (meiner Meinung nach) einfacher als Schalter zu verwenden.
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