Часткова відповідь - може отримати дуже довгий - може додати більше пізніше:
Вибір у цьому контексті, як правило, є біполярним або MOSFET. Як тільки ви дістанетесь до JFET, ви також можете подумати про SCR / TRIAC, IGBT, .... Можливо, ви захочете кинути біполярний Дарлінгтон у суміш.
Коротше: йде щось на кшталт -
Невеликі біполяри до 500 мА і напруга напругою 30 Вольт - це низька вартість, вони можуть приводитися в дію на 1 В до напруги, потрібні струми приводу, які доступні у більшості процесорів і широко доступні.
Затікання тепла при запуску в режимі включення / вимкнення зазвичай не потрібно або є скромним (скромна мідна плата зазвичай достатня), а пакети розміром SOT23 або TO92 зазвичай є достатніми. При русі лінійних навантажень і підвищенні дисипації нижчі продукти VI та / або краще розмивання та / або більші пакети.
Частоти 10 кГц доступні з одним приводом резистора, 100 кГц з дещо складнішим RC-приводом і низьким МГц з більш уважним станом. Вища знову стає спеціалістом
Простота використання в цьому діапазоні зазвичай настільки ж хороша або краща, ніж MOSFETS, а вартість нижче.
Для струмів від приблизно 500 мА до 10 ампер на 10–100+ вольт MOSFET часто простіше використовувати загалом. Для перемикання постійної чи низької частоти (скажімо, <1 кГц) можливий прямий привід постійного струму на типових рівнях мікроконтролера з вибраними частинами.
З підвищенням частоти дещо складніші драйвери вимагають заряджати та розряджати ємність затвора (як правило, навколо NF) у часи, які є досить короткими, щоб утримати комутаційні втрати під час переходу досить низькими, щоб бути прийнятними. У діапазоні 10 кГц - 100 кГц достатньо простих драйверів, типово 2 або 3 медузи BJT. (Тож вам потрібно додати 2 або 3 BJTS, якщо ви використовуєте MOSFET). ІС спеціалізованих водіїв доступні, але зазвичай не потрібні або виправдані
При більш високих напругах та / або більш високих частотах біполяри знову починають вигравати.
Існують спеціалізовані біполяри, такі як пристрої виведення телевізійних ліній (що це? :-)), які працюють на рівні 1 кВ з бета-версією близько 3 (!!!). Оскільки базова потужність ~ = Vdrive x Idrive і Vload >>> Vbase, це не має особливого значення, що Ibas ~ = Iload.
IGBT - це спроба (як правило, успішна) бігати із зайцями та полювати з гончаками - вона використовує вхідний етап MOSFET, щоб отримати низьку потужність приводу та біполярний вихідний етап, щоб отримати високу напругу при високочастотній роботі.
Дарлінгтонські транзистори (два біполяри "в серії") (належним чином, ймовірно, "Дарлінгтонська пара") мають дуже високі бета-версії (1000+ загальних) з покаранням Vdrive = 2 x Vbe (на відміну від 1 x Vbe для одного BJT) і Vsat> Vbe вихідного транзистора і виражене небажання вимикатись, якщо сильно загнати в насичення. Обмеження базового приводу для зупинки сповільнення насичення ще більше збільшує Vast_minimum.
Мій улюблений регулятор часу Olde, але корисний регулятор перемикання MC34063 включає в себе надзвичайно здатний вихідний драйвер, який є парою Дарлінгтона. Це може бути корисно, але слід уникати насичення при його масовій [тм] ~ 100 кГц повної швидкості, тому ефективність страждає при низькій потужності, коли напруга насичення на виході значно погіршує напругу приводу навантаження.
Невеликий транзистор Дарлінгтона може бути приведений в дію від 1,5 В (краще), як правило, <= 1 мА на Ампер навантаження. Якщо насиченість виходу є прийнятною, вони можуть бути дуже корисними.
Корисні та популярні шестигранники та вісімкові драйвери ULN200x та ULN280x використовують мікросхеми з відкритим колектором, із 500 мА на номінальний рівень каналу (не всі відразу, в ідеалі). Існує ряд версій вхідної напруги, а деякі підходять для прямого приводу процесора навіть без резистора. ULM2003 та ULN2803 є найвідомішими, але не обов'язково найкориснішими у приводних процесорах.
Ці питання включають, але, безумовно, не обмежуються рівнем потужності, напругою приводу, напругою навантаження, наявним рівнем приводу, швидкістю перемикання, необхідною простотою, тепловіддачею, ефективністю, обсягом виготовлення та комерційним / любителем, витратами, ....
При низьких рівнях потужності та скромній напрузі - скажімо, 10-вольтових напруг і менше 500 мА (і, можливо, до декількох амперів) маленькі біполяри можуть бути хорошим вибором. Струм приводу становить приблизно Iload / Beta (Beta = посилення струму), а Beta 0f 100 - 250 при 500 mA доступний із деталями з кращою продуктивністю та 500+ із спеціалізованими. Наприклад, BC337-400 (мій улюблений наконечник TO92 BJT) має бета-версію 250-600, яка має sqrt (250 x 600) ~~ = 400, отже, назва частини. "Гарантована" бета-версія 250 (перевірити аркуш даних) дозволяє завантажувати 250 мА на мА приводу. З приводом 2 мА - який доступний у більшості процесорів, але не у всіх - ви можете отримати струм навантаження 500 мА, хоча більше приводу не збиється з ладу. Цього можна досягти при напрузі приводу, наприклад, 1 В або більше, тому процесор, що працює на 3V3 або навіть 2V, ймовірно, керуватиме ним нормально. MOSFET з досить низьким Vgsth (порогова напруга затвора) можуть працювати при цих напругах приводу, але вони стають рідше і більш спеціалізованими, ніж напруга на кілька вольт. Необхідна мінімальна напруга приводу, як правило, вольт або кілька вище Vgsth (див. Таблицю в кожному випадку).
Біполярні мають перепади напруги стану (Vsat) залежно від струму навантаження, струму приводу та конкретного типу пристрою. Всат в кілька десятих частот Вольта при номінальному струмі був би дуже хорошим, 500 мВ, мабуть, типовим і вищим, аж ніяк невідомим. MOSFET має опір Rdson, а не Vsat. Rdson залежить від напруги приводу, струму навантаження та пристрою (принаймні). Rdson збільшується з температурою і може подвоїтися в порівнянні зі значеннями температури навколишнього середовища. Будьте уважні - дані аркушів НАЗАГАЛЬНО обманюють і дають Rdson з імпульсними навантаженнями, скажімо, 1% робочий цикл і достатньо низька частота, щоб забезпечити охолодження штампу між імпульсами. Дуже неслухняний. Подвійне опубліковане значення, як правило, "у гніві", хоча деякі частини вказують лише на 20% більше за навколишнє середовище до максимальної температури - див. Таблицю у кожному випадку.
Двополюсний з 100 мВ Vsat при 500 мА має еквівалентний опір R = V / I = 0,1 / 0,5 = 200 міліОм. Модель MOSFETS дуже легко покращує цифру Tjis. Рдсон, наприклад, 50 мільйонів Ом, є звичайним, менше 5 міліомів є доступними, а менше 1 міліОм - для людей з особливими потребами та великих гаманців.
Додано: Це довгомотка і корисна, коли вам потрібно розширення на 2 бали з відповіді Енді Ака.
@Andy aka у своїй відповіді робить два дуже хороших пункту, які відсутні у моїй відповіді вище. Я більше сконцентрувався на аспектах перемикання та навантаженні.
Енді вказує (не зовсім в цих словах), що:
(1) Напруга між входом і виходом на MOSFET "послідовник джерела" менш визначений і набагато більше залежний від пристрою, ніж у BJT. Якщо використовується як послідовник випромінювачів, де "опорне" напруга подається на базову і вихідну напругу, взяте від випромінювача, BJT падає "приблизно" 0,6 В постійного струму від основи до колектора в типовій роботі. Напруги від 0,4 В і до 0,8 В можна очікувати в екстремальних конструкціях (дуже низький струм або дуже високий). Послідовник джерела MOSFET з посиланням на затвор і вихід з джерела знизить щонайменше Vgsth від воріт до джерела + будь-яка додаткова напруга затвора потрібна для підтримки поточного напруги - зазвичай на 0,1-1 вольт більше, але може бути на 2 В + при великому навантаженні або Приклади пристроїв із низькою специфікою. Vgsth залежить від пристрою і коливається приблизно від 0. 5V, щоб сказати, 6V + і, як правило, 2 - 6V. Тож падіння послідовника на джерело може бути будь-яким - від 0,5 В (рідко) до 7 В + (рідко).
(2) Транзистор - це пристрій 1 квадранта (наприклад, NPN = ворота + ve, колектор + ve, обидва wrt-випромінювача для включення, АЛЕ "невизначений" негативний локус осі Y (база ZERO, колектор негативна, як правило, не проводить для напруга, що залежить від пристрою, але зазвичай "кілька вольт". Зворотний зміщений MOSFET представляє диод підкладки переднього діода через клеми джерела зливу, коли MOSFET вимкнено, і гарне наближення до малого конденсатора, коли MOSFET вимкнено, але уперед зміщений. , сигнал змінного струму більше ніж приблизно 0,8 В пік-пік все частіше обрізається на півцикли зворотного зміщення при збільшенні напруги. Цей ефект можна подолати, з'єднавши два однотипних MOSFETS в послідовному протистоянні. Ворота підключені як Vin, джерела підключені як плаваюча середина, стікає як вінь, так і полярність.Таке розташування створює по-справжньому приголомшливий і корисний перемикач, а також призводить до певних подряпин по голові у тих, хто не повторює, що MOSFET включений у квадрантах 1 і 3 (для N-каналу FET-квадрант 1 = DS +, SG +. Квадрант 3 = DS - СГ +).