Wie wähle ich einen Schalter?

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 mir bei der Auswahl helfen, wenn ich einen Mikrocontroller-gesteuerten Schalter benötige? Gibt es einige gebräuchliche, die die Leute gerne für den Gebrauch aufbewahren, wenn es keine besonderen Hochleistungsspezifikationen gibt?

Ich möchte die allgemeinen Regeln lernen, damit ich nicht 37 Varianten derselben Frage google.

Für ein konkretes Beispiel beinhaltet die Anwendung, für die ich mich gerade entscheide, das Ansteuern eines 3,1-kHz-Summers mit 5 V, 160 mA (Durchschnitt 80 mA bei 50% Einschaltdauer) und einem Ausgang von einer 3,3-V-MCU, die 8 mA oder eine Quelle aufnehmen kann 4 mA.

Bipolartransistoren und FETs funktionieren auf der Ausgangsseite ungefähr gleich, wenn Sie sie als Schalter in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch verwenden, wie Sie bereits erwähnt haben. Beide sind in zwei Varianten 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 fließt. 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 anstelle von Strom gesteuert. Ein grundlegender 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 nicht zustimmen und sagen, dass Sie für sehr einfache Schaltanwendungen für Hobbyzwecke eine Handvoll guter FETs mit Logikpegel wie den IRLML2502 erhalten sollten. Sie kosten jeweils 10 Cent, sind aber sehr beschlagen, solange alles auf 20 V begrenzt ist. Ich würde damit sicherlich nicht mit einem Volumendesign beginnen, das von einem Fachmann erstellt wurde, aber wenn Sie nur mit einer Antwort beginnen möchten, die den meisten Anforderungen entspricht, 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 nutzen zu können. Sie können sie nicht einfach direkt an einen Mikrocontroller-Ausgang in einer Switching-Anwendung anschließen.

Bevorzugen Sie die einfachste und billigste Lösung.

Wenn ein NPN-Transistor die Aufgabe übernehmen kann, verwenden Sie dies. 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 1A.

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

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