Comment choisir un interrupteur?

Il semble y avoir environ 4 saveurs principales de transistors, puis il existe des versions NPN / PNP. Il existe également des relais, des SCR et des TRIAC.

Lorsque j'ai besoin d'un commutateur contrôlé par microcontrôleur, quelles règles générales devraient me guider dans le choix? Y a-t-il quelques-uns courants que les gens aiment garder pour une utilisation lorsqu'il n'y a pas de spécifications haute performance particulières?

Je voudrais apprendre les règles générales pour ne pas finir par googler 37 variantes de la même question.

Pour un exemple concret, l'application pour laquelle je choisis actuellement consiste à piloter un buzzer de 5 V, 160 mA (80 mA en moyenne à 50% de rapport cyclique), 3,1 kHz avec une sortie d'un microcontrôleur 3,3 V pouvant absorber 8 mA ou source 4 mA.

transistors switches mosfet

— Doug McClean
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Je n'utiliserai pas Triacs pour commuter la basse tension

— mbx

Avez-vous un lien vers la fiche technique du piezo? (Que 160 mA semble beaucoup )

— stevenvh

@stevenvh Ouais, ça me semble beaucoup aussi. Mais il indique 5 V, 30 ohms (~ = 165 mA) et un courant max de 80 mA. Puisqu'il indique également un cycle de service de 50% et que 80 est près de la moitié de ce que donneraient les 30 ohms, c'est ce que je pense? Je me trompe peut-être, je n'ai jamais joué avec l'un d'eux auparavant. soberton.com/NewFiles/Product%20PDFs/GT-0950RP3.pdf

— Doug McClean

@Doug - Il indique la résistance de la bobine ; ce n'est pas du tout un piézo, mais plutôt quelque chose comme un haut-parleur. Je m'en doutais, mais tu semblais si positif en mentionnant le piézo.

— stevenvh

@Doug - N'oubliez pas de placer une diode parallèle au buzzer (cathode sur Vcc) pour protéger le transistor d'attaque.

— stevenvh

Réponses:

Les transistors bipolaires et les transistors à effet de champ fonctionnent à peu près de la même façon du côté sortie lorsque vous les utilisez comme commutateurs dans des applications à faible puissance comme vous l'avez mentionné. Les deux sont disponibles en deux versions pour faire des commutateurs côté haut ou bas. Le FET bipolaire NPN et le canal N sont les commutateurs côté bas, et le FET bipolaire PNP et le canal P sont les commutateurs côté haut.

La différence entre bipolaire et FET est principalement la façon dont ils sont activés et désactivés. Les bipolaires sont allumés en faisant passer du courant dans la base. Cela permet à un courant beaucoup plus important de circuler dans le collecteur. Le rapport du courant de collecteur possible au courant de base est le gain du transistor. Les FET sont contrôlés par la tension au lieu du courant. Un MOSFET de canal N de base peut nécessiter 12-15 volts sur la grille pour être complètement activé, avec 0 V complètement désactivé. Il y a des choses appelées FET de "niveau logique" qui peuvent commuter entre on et off suffisamment bien pour être pilotées directement par des sorties logiques de 3,3V ou 5V.

Je vais être en désaccord avec Starblue et dire que pour des applications de commutation très simples pour une utilisation hobby, obtenez une poignée de bons FET de niveau logique comme le IRLML2502. Ils coûteront 10s de cents chacun, mais sont très brumeux tant que tout est limité à 20V. Je ne commencerais certainement pas par cela pour une conception de volume réalisée par un professionnel, mais si vous voulez juste commencer avec une réponse qui répond à la plupart des besoins, c'est une bonne première partie à laquelle vous devez vous habituer.

Une fois que vous êtes prêt à expérimenter avec les bipolaires, obtenez 100 chacun des 2N4401 et 2N4403. Ils sont très bon marché, largement disponibles et tout autour assez robustes pour leur taille. Ils conviendraient également pour commuter des charges 200mA, mais vous devez en savoir un peu plus pour bien les utiliser. Vous ne pouvez pas simplement les connecter directement à une sortie de microcontrôleur dans une application de commutation.

— Olin Lathrop
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avec un BJT, vous devez juste vous rappeler d'utiliser une petite résistance de base (disons 100 ohms), ce n'est pas beaucoup plus compliqué (certes trop simplificateur) que cela vraiment :)

— vicatcu

Oui, vous devez ajouter une résistance de base, mais ce n'est pas aussi simple que de plonger 100 Ohms. Vous devez considérer le courant de charge, le diviser par le gain du transistor pour obtenir le courant de base minimum, trouver la chute de tension à travers la résistance de base en tenant compte de la chute BE, puis calculer la valeur de la résistance de base. Vous devez également vous assurer que la sortie logique peut réellement conduire cette quantité de courant à la tension supposée.

— Olin Lathrop

Préférez la solution la plus simple et la moins chère.

Si un transistor NPN peut faire le travail, utilisez-le. Pour votre buzzer, vous pouvez utiliser un transistor NPN de petite puissance. Les transistors NPN à petit signal sont conçus pour des courants inférieurs à environ 100 mA, une petite puissance pouvant aller jusqu'à environ 1 A.

Si ce n'est pas assez puissant, pensez à un MOSFET.

Les relais, SCR (thyristors) et triacs sont plus destinés à commuter des tensions plus élevées.

— starblue
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Pourquoi ne pas commencer avec un petit MOSFET? Les BJT étaient moins chers il y a quelque temps, mais les MOSFET rattrapent leur prix et sont plus faciles à utiliser comme commutateurs (à mon avis).

— Kevin Vermeer