Вибір правильного транзистора для комутаційного ланцюга

Я хочу керувати динаміком сирени (має вбудований драйвер) з Arduino.

Сирені потрібно 12 В і споживає близько 480 мА. Вихідний штифт Arduino становить 5 В і може отримувати максимум 40 мА.

Я хотів би використовувати транзистор для включення і вимкнення сирени. Це нормально додаток для транзистора? Я б краще не використовував реле або SSR, тому що у мене немає під рукою.

Виходячи з цих чисел, я розрахував опір навантаження (сирени) на рівні 25 Ом, використовуючи закон Ома, R = E / I. (Я використовую Ампер, Вольт і Ом як одиниці)

\frac{12 V}{0,48 А} = 25 Ω

$\frac{12V}{0.48A} = 25 \Omega$

Я знайшов різні розрахунки, щоб визначити, який тип транзистора мені потрібен, і я не зовсім впевнений, який найкращий. Один з них такий:

{год}_{Ж Е (м i н i м у м)} = 5 \times \frac{L о а г С у r r е н т}{А r г у i н о П i н М а х С у r r е н т}

$h_{FE(minimum)} = 5 \times \frac{Load\;Current}{Arduino\;Pin\;Max\;Current}$

Що дає мені мінімум 60. $h_{FE}$

5 \times \frac{0,48}{0,04} = 60

$5 \times \frac{0.48}{0.04} = 60$

Тут я трохи заплутався. У мене є кілька транзисторів та їхніх таблиць, але я не зовсім впевнений, як їх читати. Я прочитав багато ресурсів і зараз так само розгублений, як і раніше.

Я знаю, що, ймовірно, я повинен використовувати транзистор NPN, але чи буде це важливо, якщо я замість цього використовую PNP? Чи застосовуються ті ж розрахунки? Я розумію, що ланцюг змінюється, активний високий замість активного низького, але чи є якісь недоліки PNP через NPN?

У мене є NPN222222A , BC337 , BC547B та дарлінгтон BC517 .

У мене є PNP902 , BC327 та дарлінгтон BC516 .

Як би я пішов про вибір правильного транзистора для роботи? Я не хочу перевантажувати транзистор.

transistors

— darkadept
джерело

FYI, у вашій ситуації ви МОЖЕТЕ спрощено використовувати NPN, щоб переключити PNP і отримати бажаний ефект. Мабуть, трохи пізно до справи, але ви їдете. :-)

— AbeFM

Вибираючи правильний транзистор для цієї роботи, спочатку я усуну транзистори PNP. Вони трохи складніше використовувати у вашому випадку. Як ви вже говорили, для транзистора PNP активний максимум стає активним низьким, тобто транзистор увімкнеться, коли ви застосуєте 0V від Arduino, але він не відключиться, якщо застосувати 5V від Arduino. Вам потрібно буде застосувати 12 В до бази транзистора PNP, щоб вимкнути (VEB = 0).

Залишаючи PNP позаду, дивлячись на NPN, що у вас є доступ, тільки BC547B (Ic = 100mA) не міг обробити струм 480 мА, який потрібен вашій сирені. З решти трьох транзисторів я вибрав би той, який може обробляти найсучасніший, тільки щоб бути на безпечній стороні. Це був би дарлінгтон BC517 , який може працювати на максимум 1,2 А, що більше ніж достатньо для вашої сирени.

Тільки тепер вам доведеться турбуватися про виграш BC517. Але, оскільки BC517 - це дарлінгтонський транзистор, він має величезний коефіцієнт посилення (hFE = 30 000), тому ви можете легко включити транзистор з дуже малим базовим струмом. Якщо ви вирішили керувати базою транзистора за допомогою резистора 1КОм, у вас буде базовий струм 3,6 мА, що достатньо для ваших цілей.

Тож переможцем став би BC517 .

Схема NPN

— м.Алін
джерело

Добре, що дуже добре пояснює моє запитання, дякую. Я думаю, що краще мати набагато вищий hFE, ніж граничний і помилитися на безпечній стороні поточного навантаження, а не скорочувати його занадто близько. Я думаю, мені потрібно буде вивчити це далі і потенційно заглянути в транзистори PNP, незважаючи на те, що ви згадали. Моя сирена насправді має два позитивних відведення, один - для постійного звуку, а інший - для "дзюрчання". Вони поділяють спільну мову. Чи означає це, що мені потрібна конфігурація PNP, щоб мати можливість перемикати обидва позитивні відведення? (це має бути власне питання?)

— darkadept

У вас є таблиця даних про вашу сирену? або діаграма.

— м.Алін

@ m.Alin Я запропонував редагувати, але у випадку його відхилення ... "застосувати 12В до бази NPN", у першому абзаці слід сказати "PNP", правда?

— CupawnTae

@CupawnTae Звичайно, ти маєш рацію. Дякую за редагування :-)

— м.Алін

Коментар з одного боку. 'hFE = 30 000' - посилення постійного струму в режимі «активний вперед», а не в режимі насичення. Таблиця BC517 використовує бета-режим режиму насичення 1000 - тобто hFE (sat) = 1000 - так що це буде гарною відправною точкою для вашого дизайну. Якщо струм колектора 400mA, то IB (sat) повинен бути 400mA / 1000 = 400uA, який мікроконтролер повинен мати можливість без жодних проблем. Значення R1 тоді повинно бути (VOH (хв) -VBE (сб)) / 400uA, де VOH (хв) - мінімальна вихідна напруга мікроконтролера для логічного ВИСОКОГО виходу, а VBE (сб) - 1,6 В відповідно до таблиці.

— Джим Фішер