Auswahl des richtigen Transistors für einen Schaltkreis

Ich möchte einen Sirenenlautsprecher (mit integriertem Treiber) mit einem Arduino steuern.

Die Sirene benötigt 12V und verbraucht ca. 480mA. Der Arduino-Ausgangspin ist 5 V und kann maximal 40 mA liefern.

Ich möchte einen Transistor zum Ein- und Ausschalten der Sirene verwenden. Ist dies eine OK-Anwendung für einen Transistor? Ich möchte lieber kein Relais oder SSR verwenden, weil ich keines zur Hand habe.

Basierend auf diesen Zahlen berechnete ich meinen Lastwiderstand (Sirenenwiderstand) mit dem Ohmschen Gesetz zu 25 Ohm, R = E / I. (Ich verwende Ampere, Volt und Ohm als Einheiten)

\frac{12 V}{0,48 EIN} = 25 Ω

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

Ich habe verschiedene Berechnungen gefunden, um zu bestimmen, welche Art von Transistor ich benötige, und ich bin nicht ganz sicher, welcher der beste ist. Einer von ihnen ist wie folgt:

h_{F E (m ich n ich m u m)} = 5 \times \frac{L O ein d C u r r e n t}{EIN r d u ich n O P ich n M ein x C u r r e n t}

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

Das gibt mir ein Minimum von von 60. $h_{FE}$

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

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

Hier bin ich etwas verwirrt. Ich habe ein paar Transistoren und ihre Datenblätter, bin mir aber nicht ganz sicher, wie ich sie lesen soll. Ich habe viele Ressourcen gelesen und bin jetzt genauso verwirrt wie zuvor.

Ich weiß, ich sollte wahrscheinlich einen NPN-Transistor verwenden, aber würde es etwas ausmachen, wenn ich stattdessen einen PNP verwende? Gilt das auch für Berechnungen? Ich verstehe, dass sich die Schaltung ändert, aktiv hoch statt aktiv niedrig, aber gibt es irgendwelche Nachteile für PNP über NPN?

Die NPNs , die ich habe, sind PN2222A , BC337 , BC547B und ein BC517 Darlington .

Die PNPs , die ich habe, sind PN2907 , BC327 und ein BC516 Darlington .

Wie würde ich vorgehen, um den richtigen Transistor für den Job auszuwählen? Ich möchte den Transistor nicht überlasten.

transistors

— darkadept
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Zu Ihrer Information, in Ihrer Situation KÖNNEN Sie NPNs ganz einfach verwenden, um PNPs zu wechseln und den gewünschten Effekt zu erzielen. Wahrscheinlich ein bisschen zu spät, aber los geht's. :-)

— AbeFM

Bei der Auswahl des richtigen Transistors für diesen Job werde ich zuerst die PNP-Transistoren entfernen. Sie sind in Ihrem Fall etwas komplizierter zu verwenden. Wie Sie sagten, wird für einen PNP-Transistor Aktiv-Hoch zu Aktiv-Niedrig, was bedeutet, dass der Transistor eingeschaltet wird, wenn Sie 0 V von Ihrem Arduino anlegen, aber er wird nicht ausgeschaltet, wenn Sie 5 V vom Arduino anlegen. Sie müssen 12 V an die Basis des PNP-Transistors anlegen, um ihn auszuschalten (VEB = 0).

Lassen Sie die PNPs hinter sich und sehen Sie sich die verfügbaren NPNs an. Nur der BC547B (Ic = 100mA) konnte den 480mA-Strom, den Ihre Sirene benötigt, nicht verarbeiten. Aus den verbleibenden 3 Transistoren würde ich aus Sicherheitsgründen den auswählen, der mit dem meisten Strom umgehen kann. Das wäre der BC517 Darlington , der mit maximal 1,2 A mehr als genug für Ihre Sirene auskommt.

Erst jetzt müssen Sie sich um den Gewinn des BC517 kümmern. Da der BC517 ein Darlington-Transistor ist, hat er eine enorme Verstärkung (hFE = 30.000), sodass Sie den Transistor problemlos mit einem sehr kleinen Basisstrom einschalten können. Wenn Sie die Basis des Transistors mit einem 1-KOhm-Widerstand betreiben, haben Sie einen Basisstrom von 3,6 mA, der für Ihre Zwecke ausreicht.

Der Gewinner wäre also der BC517 .

NPN-Schaltung

— m.Alin
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Ok, das erklärt meine Frage sehr gut, danke. Ich denke, es ist besser, eine viel höhere hFE als eine marginale zu haben und auf der sicheren Seite der aktuellen Last zu irren, als sie zu nahe zu bringen. Ich denke, ich muss dies weiter untersuchen und möglicherweise PNP-Transistoren untersuchen, obwohl Sie dies erwähnt haben. Meine Sirene hat tatsächlich zwei positive Ableitungen, eine für einen gleichmäßigen Ton und eine für einen "Aufschrei" -Ton. Sie teilen eine gemeinsame Basis. Würde dies bedeuten, dass ich die PNP-Konfiguration benötige, um beide positiven Leitungen schalten zu können? (

— Sollte

Haben Sie ein Datenblatt Ihrer Sirene? oder ein Diagramm.

— m.Alin

@ m.Alin Ich habe eine Änderung vorgeschlagen, aber für den Fall, dass sie abgelehnt wird ... "12V an die Basis des NPN anlegen" im ersten Absatz sollte "PNP" lauten, oder?

— CupawnTae

@CupawnTae Natürlich hast du recht. Vielen Dank für die Bearbeitung :-)

— m.Alin

Einseitiger Kommentar. 'hFE = 30.000' ist die DC-Stromverstärkung im Modus "Vorwärts aktiv", nicht im Sättigungsmodus. Das Datenblatt des BC517 verwendet einen Sättigungsmodus Beta von 1000, dh hFE (sat) = 1000. Dies ist also ein guter Ausgangspunkt für Ihr Design. Wenn der Kollektorstrom 400mA beträgt, muss IB (sat) 400mA / 1000 = 400uA betragen, was der Mikrocontroller problemlos ausgeben kann. Der Wert von R1 sollte dann (VOH (min) - VBE (sat)) / 400 uA sein, wobei VOH (min) die minimale Ausgangsspannung des Mikrocontrollers für einen logisch hohen Ausgang ist und VBE (sat) laut Datenblatt ~ 1,6 V beträgt.

— Jim Fischer