Memilih transistor yang tepat untuk rangkaian switching

Saya ingin mengontrol speaker sirene (memiliki driver bawaan) dengan Arduino.

Sirene membutuhkan 12V dan mengkonsumsi sekitar 480mA. Pin output Arduino adalah 5V dan dapat sumber maksimum 40mA.

Saya ingin menggunakan transistor untuk menghidupkan dan mematikan sirene. Apakah ini aplikasi OK untuk transistor? Saya lebih suka tidak perlu menggunakan relay atau SSR karena saya tidak punya.

Berdasarkan dari angka-angka itu saya menghitung resistansi beban (sirene) saya menjadi 25 ohm menggunakan hukum Ohms, R = E / I. (Saya menggunakan Amps, Volts, dan Ohms sebagai unit)

\frac{12 V}{0,48 SEBUAH} = 25 Ω

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

Saya telah menemukan berbagai perhitungan untuk menentukan jenis transistor yang saya butuhkan dan saya tidak yakin yang mana yang terbaik. Salah satunya adalah seperti ini:

h_{F E (m saya n saya m kamu m)} = 5 \times \frac{L. Hai Sebuah d C kamu r r e n t}{SEBUAH r d kamu saya n Hai P saya n M. Sebuah x C kamu r r e n t}

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

Yang memberikan saya minimal $h_{FE}$ 60.

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

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

Di sinilah saya agak bingung. Saya punya beberapa transistor dan lembar datanya tetapi saya tidak yakin bagaimana cara membacanya. Saya telah membaca banyak sumber dan sekarang saya sama bingungnya dengan sebelumnya.

Saya tahu saya mungkin harus menggunakan transistor NPN tetapi apakah itu penting jika saya menggunakan PNP? Apakah perhitungan yang sama berlaku? Saya mengerti bahwa perubahan sirkuit, aktif tinggi, bukan aktif rendah, tetapi apakah ada kekurangan PNP lebih dari NPN?

NPN yang saya miliki adalah PN2222A , BC337 , BC547B dan BC517 darlington .

PNP yang saya miliki adalah PN2907 , BC327 dan BC516 darlington .

Bagaimana saya memilih transistor yang tepat untuk pekerjaan itu? Saya tidak ingin membebani transistor.

transistors

— darkadept
sumber

FYI, dalam situasi Anda, Anda BISA secara sederhana menggunakan NPN untuk beralih PNP dan mendapatkan efek yang Anda inginkan. Mungkin sedikit terlambat untuk masalah, tapi begitulah. :-)

— AbeFM

Ketika memilih transistor yang tepat untuk pekerjaan ini, pertama-tama saya akan menghilangkan transistor PNP. Mereka sedikit lebih rumit untuk digunakan dalam kasus Anda. Seperti yang Anda katakan, untuk transistor PNP, aktif tinggi menjadi aktif rendah, artinya transistor akan aktif ketika Anda menerapkan 0V dari Arduino Anda, tetapi itu tidak akan mati ketika Anda menerapkan 5V dari Arduino. Anda harus menerapkan 12V ke basis transistor PNP untuk mematikan (VEB = 0).

Meninggalkan PNP di belakang, melihat NPN yang Anda miliki, hanya BC547B (Ic = 100mA) yang tidak dapat menangani arus 480mA yang dibutuhkan sirene Anda. Dari 3 transistor yang tersisa, saya akan memilih salah satu yang dapat menangani yang terbaru, hanya untuk berada di sisi yang aman. Itu akan menjadi BC517 darlington , yang dapat menangani maksimum 1.2A, lebih dari cukup untuk sirene Anda.

Hanya sekarang Anda harus khawatir tentang perolehan BC517. Tetapi, karena BC517 adalah transistor darlington, ia memiliki keuntungan besar (hFE = 30.000), sehingga Anda dapat dengan mudah mengaktifkan transistor dengan basis arus yang sangat kecil. Jika Anda memilih untuk menggerakkan basis transistor dengan resistor 1KOhm, Anda akan memiliki arus basis 3.6mA, yang cukup untuk keperluan Anda.

Jadi pemenangnya adalah BC517 .

Sirkuit NPN

— m .lin
sumber

Ok itu menjelaskan pertanyaan saya dengan sangat baik, terima kasih. Saya kira lebih baik memiliki HFE yang jauh lebih tinggi daripada yang marginal dan berbuat salah di sisi yang aman dari beban saat ini daripada memotongnya terlalu dekat. Saya pikir saya perlu mengeksplorasi ini lebih lanjut dan berpotensi melihat transistor PNP terlepas dari apa yang Anda sebutkan. Sirene saya sebenarnya memiliki dua petunjuk positif, satu untuk suara mantap dan satu lagi untuk suara "yelp". Mereka berbagi kesamaan. Apakah ini berarti bahwa saya memerlukan konfigurasi PNP untuk dapat beralih kedua lead positif? (haruskah ini pertanyaannya sendiri?)

— darkadept

Apakah Anda memiliki lembar data sirene Anda? atau diagram.

— m.lin

@ m.Alin Saya mengusulkan edit tetapi jika ditolak ... "berlaku 12V ke dasar NPN" pada paragraf pertama harus mengatakan "PNP", kan?

— CupawnTae

@CupawnTae Tentu saja, Anda benar. Terima kasih untuk hasil edit :-)

— m .lin

Komentar satu sisi. 'hFE = 30.000' adalah gain arus DC dalam mode "forward active", bukan dalam mode saturation. Lembar data BC517 menggunakan mode saturasi beta 1000 - yaitu, hFE (sat) = 1000 - jadi ini akan menjadi titik awal yang baik untuk desain Anda. Jika arus kolektor adalah 400mA, maka IB (sat) harus 400mA / 1000 = 400uA, yang mana mikrokontroler harus dapat sumber tanpa masalah. Nilai R1 kemudian harus (VOH (min) -VBE (sat)) / 400uA, di mana VOH (min) adalah tegangan output minimum mikrokontroler untuk output logika TINGGI, dan VBE (sat) ~ 1,6V menurut datasheet.

— Jim Fischer