Wie wählt man einen Schalttransistor zum Ansteuern von LEDs aus? Oder wie liest man ein Transistor-Datenblatt?

Ich werde eine Bank von 20-25 LEDs von einem einzigen Ausgang eines PIC-Mikros ansteuern. Offensichtlich brauche ich einen Transistor, denn das wird irgendwo in der Nähe von 400 mA liegen (die LEDs sind auf 20 mA mit 3,2 V Abfall ausgelegt, was ich mit einem 100-Ohm-Widerstand und einer 5-V-Stromversorgung erreichen werde liefern).

Ich bekomme Probleme, wenn ich versuche herauszufinden, welche Art von Transistor ich dafür verwenden soll, weil ich nicht verstehe, wie Transistoren bewertet werden. In Diskussionen über allgemeine Transistoren tauchen die 2N3904G und 2N3906G als gute Allround-NPN- und PNP-Transistoren auf. Wie schaue ich mir das Transistordatenblatt an und verstehe, dass diese Transistoren funktionieren? Auf welche Parameter muss ich achten? Ich möchte sicher sein, dass der Transistor die Last bewältigen kann, und ich möchte sicher sein, dass der Ausgang meines PIC den Transistor vollständig einschalten kann.

Mit digitaler Elektronik bin ich etwas vertraut, aber wenn wir in die analoge Welt einsteigen, habe ich einfach noch nicht genug Bezugsrahmen.

Amp- und Volt-Symbole sind übrigens beide Großbuchstaben. Sall v bedeutet Geschwindigkeit und klein a ist ein seltenes winziges Präfix.
Gute Einheiten: A, Ampere, V, Volt, S (für Sekunde) Keine Einheiten: a, Amp, V, Volt, S (wenn Sie denken, dass es Sekunde bedeutet, aber wirklich Siemens bedeutet)

Antworten (3)

Der 2N2222 könnte eine bessere Wahl sein - preiswert, allgemein verfügbar, handhabt den Strom und insgesamt eine gute Wahl zum Schalten.

Die Spezifikation, die Sie sich am meisten ansehen möchten, ist Icmax oder manchmal nur Ic (das „C“ ist ein tiefgestellter Index), was der maximale Strom ist, den Sie normalerweise durch einen vollständig eingeschalteten (gesättigten) Transistor leiten können.

Der 2N2222 ist anscheinend populär genug, um seine eigene Webdomain http://2n2222datasheet.com/ zu bekommen, wo ich mehrere PDF-Datenblätter gefunden habe. Ich sehe (Wortspiel nicht beabsichtigt), dass Ic 600 mA beträgt - Sie könnten einen Transistor verwenden, um alle Ihre LEDs anzusteuern.

Eine weitere Spezifikation, auf die Sie achten sollten, ist Beta - der aktuelle Gewinn. Wenn Sie 400 mA schalten und der Transistor ein Beta von beispielsweise 100 hat, müssen Sie 400 mA/100 = 4 mA von Ihrem digitalen Ausgang an die Basis liefern. Beta ist von Transistor zu Transistor nicht sehr konsistent, selbst vom gleichen Typ. Stellen Sie einfach sicher, dass die Mathematik für das untere Ende des Beta-Bereichs funktioniert, wenn Sie einen Widerstand für die Basis auswählen.

Praktisch alle anderen Spezifikationen sind nicht so wichtig, nicht Ihre niedrige 5-V-Versorgung, es sei denn, Sie möchten die LEDs sehr schnell ansteuern, z. B. einige MHz.

Übrigens ist „hFE“ ein weiteres Symbol für die Stromverstärkung.
Wenn die Beta-Variation von Transistor zu Transistor für Ihr Design wichtig ist, machen Sie etwas falsch.
Wenn Sie sich die aktuelle Verstärkung ansehen, müssen Sie sicherstellen, dass Sie sich die Sättigung ansehen, die manchmal als hFE bezeichnet wird, aber nicht hfe ist, was für Kleinsignalbedingungen gilt.

Möglicherweise sind Sie mit einem p-Kanal-Mosfet (invertierter Logikausgang) oder einem Low-Side-n-Kanal-Mosfet besser dran, da sie als Schalter für diese Art von Anwendung fungieren und den Spannungsabfall über dem Gerät so reduzieren, dass er direkt proportional zum LED-Strom ist . Mit dem Bipolartransistor ist der LED-Strom proportional zum PIC-Ausgangsstrom, und Sie verlieren immer 0,7 V über den Emitter. Ein Mosfet hat einen niedrigen Rdson, was zu viel weniger Verlusten über das Schaltgerät führen kann.

Für Auswahlzwecke müssen Sie Ihre maximale Busspannung kennen, sie dann verdoppeln, um eine Fehlerspanne zu erhalten, und als nächstes nach einem Gerät mit dem kleinsten Rdson für eine bestimmte Spannung und ein bestimmtes Paket und Kosten suchen.

0,7 V sind von der Basis (der mit dem PIC verbundene Widerstand) zum Emitter. Sie können in Sättigung vom Kollektor zum Emitter nur 0,2 V erreichen.
"Verwenden Sie einen Mosfet" ist ein fairer Rat, aber das bisschen, dass Basis- und LED-Strom proportional sind, ist überhaupt nicht richtig, wenn der Transistor als Schalter verwendet wird (dh in Sättigung).

Wenn Sie sich bei Bipolartransistoren in Spannung, Strom und Frequenz befinden, ist die Leistung der einzige kritische Teil. Und für Schaltkreise ist die Leistung sogar nicht so wichtig. Also ist jeder Teil mit passendem V, I, f und P geeignet.