Welchen Transistor benötige ich?
Hallo, ich benötige 2 Arten von Transistoren, welche ich als Schalter verwenden möchte. Der 1. soll bei einer angelegten Spannung von 5V 80mA durchlassen und der 2, bei einer Spannung von 5V 1,28A durchlassen. Welchen Transistor benötige ich, bzw wie findet man sowas heraus?
2 Antworten
Ich nehme mal an, dein Steuersignal hat 5V, und dann nehme ich mal kühn an die zu schaltende Spannung ist irgendwas zwischen 5 und 25V und eine Gleichspannung.
Dann bieten sich N-Kanal MosFETs an, die man zwischen die Last und GND schaltet.
Diese sind sehr günstig und leistungsfähig. Für die 80mA würde ich einfach den gleichen wie für die 1.3A nehmen, großzügig aufrunden auf 3A.
Auf die Schnelle (ziemlich überdimensioniert, aber so what....): https://www.pollin.de/p/international-rectifier-leistungs-mosfet-irf530npbf-131116
oder für die 80mA etwas kleiner:
https://www.pollin.de/p/mosfet-bs170-130268
Und hier ein bischen Lernstoff:
"Gleichwertig" gibts in dem Sinne nicht wirklich. Es gibt hunderte von P-Channel MosFETs mit unterschiedlichsten Charakteristika, Preisen, Bezugsquellen, Bauformen etc.
Wenn du für Hobbyisten etwas ähnlich einfaches zu löten suchst (TO220 Gehäuse), könnte beispielsweise dieser hier passen: https://www.reichelt.de/mosfet-p-kanal-85-v-24-a-rds-on-0-065-ohm-to220ab-ixtp24p085t-p257390.html
Der ist natürlich ebenfalls stark überdimensioniert, aber wenn du keine großen Stückzahlen einkaufen willst, spielt das ja keine Rolle.
P-Channel MosFETs haben gegenüber N-Channel immer den Nachteil, dass sie einen vergleichsweise höheren Innenwiderstand haben und auch teurer sind. Deswegen werden Schaltungen in der Regel so aufgebaut, dass eine Last "low-side" mit einem günstigen N-Ch geschaltet werden kann.
Zu beachten bei P-Ch ist ausserdem, dass man zum Abschalten immer eine Steuerspannung benötigt, die so hoch ist, wie die Spannung an Source (bei N-Ch auch darunter, bei P-Ch auch darüber) kannst du alleine mit einem P-Ch beispielsweise nicht eine Last, die 5V benötigt mit einen 0V/3.3V Steuersignal schalten, das würde weitere Bauteile benötigen, um die Ansteuerung des Gates ebenfalls auf min. 5V zu bringen.... Das sollte man berücksichtigen. Eine Last an einer 5V Versorgungsspannung mit einem 5V Steuersignal hingegen funktioniert mit einem P-Ch ohne zusätzliche Bauteile.
Dazu schaut man sich Tabellen bzw. die Datenblätter an. Auf reichelt.de kann man die Grenzwerte eingeben die man hat, also maximale Spannung und Strom und man bekommt eine Auswahl an Transistoren die dazu passt (bzw passen könnte) die man gleich dort kaufen kann und vor dem Kauf auch die Datenblätter einsehen kann.
Um mit einem TTL Signal etwas zu schalten gibt es viele Lösungen da man das ja sehr oft macht.
Grundsätzlich musst Du aufpassen wie hoch die Spannung sein soll die er abschalten kann. Einfache Transistoren gehen da nur so bis ca. 80V.
Dann ist der Strom wichtig der maximal fließen soll. Danach kann man dann den Transistor aussuchen.
Ein Ding was sozusagen "immer" funktioniert ist der BUZ 11. Der ist für Logiksignale gedacht, kann direkt ohne Vorwiderstand von 3 bis 5V logik angesteuert werden. Schalten kann der einige Ampere, dafür ist der natürlich ziemlich groß und recht teuer. Davon sollte man als Bastler immer welche im Haus haben. Das ist ein Selbstsperrender FET, also komplett zu bei LOW und geht ganz auf bei HIGH. Schau einfach mal ins Datenblatt.
Möchtest Du gleich mehrere Schaltausgänge gleichzeitig bedienen lohnt sich der Blick auf einen ULN2003. Das sind 7 Darlingtontransistoren mit integrierten Vorwiderständen im praktischen DIL Gehäuse. Die können eine relativ hohe Spannung schalten aber nicht so viel Strom. Für Relaisspulen und kleine Motoren reicht das aber, auch für recht viele LEDs (LED Streifen z.B.).
Ansonsten sollte man sich BC550 und BC337 merken wenn man analog arbeitet bzw. nur einen Transistor braucht und nicht viel Platz hat. Die können recht große Spannungen und einen guten Strom und haben dazu einen recht hohen Verstärkungsfaktor.
Der Verstärkungsfaktor ist das Verhältnis zwischen Baissstom und maximalen Kollektorstrom. Das bedeutet, dass am Kollektor "soundsovie mal" mehr STrom fließen kann als in die Basis. Hat der Transistor zum Beispiel B=100, umd man speist 1mA in die Basis, lässt der Kollektor bis zu 100mA zu. Versucht man mehr zu ziehen, regelt der so weit runter bis nur noch 100mA fließen. Dabei kann man annehmen, dass die Basis etwa 0,7V hat (NPN Bipolartransistor). Wenn man also mit 5V ansteuert, muss man einen Spannungsfall von 4,3V am Basisvorwiderstand annehmen und kann den Wert des Widerstandes so ausrechnen, dass der gewünschte Basisstrom fließt.
Aber beim BUZ11 und ULN2003 braucht man das nicht, die sind rein zum schalten und können direkt an den Logikausgang eines µC o.ä. angeschlossen werden. Der BUZ11 zieht dabei keinen Strom (nur beim Umschalten kurz ein bisschen) und belastet so die Steuerleitung praktisch gar nicht.
kennst du auch einen gleichwertigen, jedoch als P-Kanal mosfet?