Jeg har merket at det er mye snakk og spørsmål rundt hvordan man styrer en større strøm ved hjelp av en mindre strøm og jeg ser stadig forslag som bruk av releer selv om dette ofte er uegnet. Jeg tenkte derfor det var verdt å skrive en guide om transistoren for å se om det kanskje kan hjelpe noen.
En transistor er en liten (og billig!) sak som kan styre en større strøm ved å tilføre en mindre strøm eller spenning, men en transistor tillater kun at strømmen går i èn retning så den vil ikke kunne styre en AC-strøm. Det som gjør transistoren attraktiv til styring av strømmer er:
Jeg skal ta opp to av de vanligste transistortypene, nemlig bipolar transistor og MOSFET.
Bipolar transistor (bipolar junction transistor (BJT))
Denne har nesten forsvunnet helt fra moderne industri, men den er fortsatt vanlig å finne til hobbybruk og de brukes også av enkelte forsterkerprodusenter. En bipolar transistor kommer i to typer; NPN og PNP og har disse kretssymbolene:
http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/tutorial/h-bridge/images/basic-bjt.gif
NPN finner du til venstre i bildet mens PNP er til høyre. En bipolar transistor har tre terminaler, base, emitter og collector. For en NPN transistor vil en liten strøm fra base til emitter kontrollere en større strøm fra collector til emitter. Det motsatte gjelder for en PNP transistor, her vil en liten strøm fra emitter til base kontrollere en større strøm fra emitter til collector.
For å bruke en bipolar transistor til å styre en større strøm må man vite hvor mye strøm du vil styre og passe på at transistoren tåler dette. Den velkjente bipolare transistoren 2n2222 kan håndtere en strøm på 800mA, men det er ikke noe problem å finne bipolare transistorer som kan håndtere 10-20A. Forholdet mellom basestrømmen og collectorstrømmen regnes ut ved å finne "Hfe" i databladet. Denne kan være alt fra 19 til 199 og varierer med størrelsen til transistoren og temperaturen, men ofte vil den være mellom 50 og 100.
Hvordan regne ut basestrømmen:
Basestrømmen regnes ut ved å dividere collectorstrømmen med Hfe. Skal du styre en rekke med leds som bruker 100mA og du har en transistor med en Hfe på 75 må du ha en basestrøm på MINIMUM 100/75=1.33mA. Denne basestrømmen kan gjerne reguleres med en basemotstand som vil være gitt av formelen (V-0.7)/Ib. V er spenningen over motstanden mens Ib er basestrømmen. Grunnen til at 0.7V trekkes fra er samme årsak til hvorfor 0.7V trekkes fra når formotstanden til en LED beregnes. Base-emitter koblingen er en PN-kobling (en diode med andre ord) og vil ha et fast spenningsfall på 0.7V. Dette betyr altså at du må ha minimum 0.7V for å styre en strøm med en bipolar transistor. For å ta opp det forrige eksempelet. Hvis spenningen er 12V vil da baseresistoren være (12-0.7)/1.33mA=8496Ohm.
Eksempler på et par bipolare transistorer:
2n2222
MJE3055T
MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor)
Personlig syns jeg en MOSFET er mer behagelig å bruke som en strømbryter enn en bipolar transistor. Grunnen til dette er at en MOSFET er spenningsstyrt og ikke strømstyr og man slipper derfor en baseresistor.
Akkurat som ved den bipolare transistoren finnes det to typer MOSFETS, N-channel mosfet og P-channel mosfet. Symbolene ser slike ut:
http://www.societyofrobots.com/images/electronics_mosfet_schematic.png
Istede for base, emitter og collector har vi her gate, drain og source, og operasjonen er veldig like den bipolare transistoren. For en N-channel mosfet vil en spenning som tilføres gate styre en strøm som går fra drain til source. Det samme gjelder for en P-channel mosfet, men her går strømmen fra source til drain altså må du ha en negativ spenning på gate. Her er det riktig nok ikke lite lett å kalkulere hvor stor denne strømmen er, men det er fint mulig. Jeg tror ikke det har noen hensikt å ta for seg alle de matematiske formlene for mosfeten siden denne guiden tar for seg transistoren som en strømbryter, men noe som er greit å få med seg er transistorens Rds(on) (spesifisert i databladet). Når en gatespenning tilføres vil motstanden mellom drain og source endres til å bli en lukket bryter med en meget lav motstand. Jo høyere gatespenningen er jo lavere vil drain-source mostanden bli. Rds(on) er motstanden mellom drain og source ved en gitt gatespenning (ofte 10V). Dette betyr selvfølgelig ikke at man må tilføre 10V, men man må huske på at motstanden vil øke hvis gatespenningen minkes. Selv om man bare tilfører 5V vil Rds for mange mosfets være på kun noen mOhm så det er sjeldent noe man trenger å ta det i betrakning, men skal man styre store strømmer er det en fordel å vite hva Rds(on) er så man er klar over varmeutviklingen i mosfeten. Her er noen viktige aspekter med mosfeten som er verdt å få med seg:
To operasjonsområder:
Mosfeten har to operasjonsområder, triode (eller ohmsk) område og metningsområde. Triodeområdet er området hvor mosfeten fungerer som en motstand (som nevnt over) og det er i dette området den vil være i hvis den brukes som en strømbryter. Hvis drain-source spenningen blir høyere enn gatespenningen vil mosfeten gå inn i det som kalles metningsområdet og her gjelder ikke Rds lenger! I dette området vil mosfeten fungere på samme måte som en bipolar transistor og kun tillate en maksimal drain-source strøm!
Terskelspenningen:
Et annet aspect med mosfeten som er viktig er Vth, eller terskelspenningen. Som nevnt tidligere må man ha en basespenning på minimum 0.7V for å bruke en bipolar transistor som en strømbryter, dette gjelder også for mosfeten, men denne verdien (Vth) kan være noe høyere (1-2V). Husk at det ikke vil gå noe strøm mellom drain og source før en minimumsspenning på Vth er tilført gate.
Gatekapasitans:
Dette er ikke noe du trenger å bry deg om hvis du bare skal skru av og på noen leds, men det kan være viktig hvis du vil ha mosfeten til å operere i en veldig høy frekvens eller hvis mosfeten er veldig stor. Gate kan ses på som en kondensator og hvis du vet hvordan en kondensator fungerer kan du bruke de samme formlene for oppladning og utladning av gaten. Denne kapasitansen kan være på noen få pF til flere tusen pF og det kan i noen tilfeller være verdt å ta dette med i betraktningen. Siden gate må lades opp for å tillate en strøm mellom drain og source må man passe på gate blir ladet opp fort nok. Som sagt så er denne kapasitansen såpass liten at det er som regel ingenting å bry seg om. Gatekapasitansen er også årsaken til at en mosfet vil være PÅ selv om gate kobles av. Gate er da fortsatt ladet opp og vil forbli PÅ til kondensatoren har ladet seg selv ut. Det er derfor viktig at gate lades ut for å skru mosften av, altså kobler den til jord for N-channel eller til +V for P-channel.
Eksempler på et par mosfets:
BS170
IRF3205
Varmeutvikling
Varmeutviklingen til transistoren kan det i mange tilfeller være greit å holde kontroll på. Sjekk databladet til transistoren (pass på å sjekk ved riktig pakketype) for å se hvor høy varmeutviklingen den tåler. Varmeutviklingen regnes ut ved å multiplisere Vcollector-emitter med collectorstrømmen for bipolare transistorer, og Vdrain-source med sourcestrømmen for mosfets. For bipolare transistorer kan du også ta basestrømmen i betrakning. Denne regnes ut ved å multiplisere basestrømmen med 0.7V.
Hvordan velger jeg riktig transistor?
Dette kan være et viktig spørsmål hvis du ikke er så kjent med transistorer. Hvis du lager en krets du fant på nettet e.l. så er det like greit å bare kjøpe samme modell som er oppgitt. Hvis du heller vil bruke en annen modell så pass på at det er riktig type (bipolar eller mosfet, men også om det er NPN/PNP, N-ch eller P-ch). Du må da også passe på at transistoren tåler minst like høy collector/drain spenning og strøm som den som er oppgitt i kretsen.
Maks strøm og spenning finner du ofte etter navnet til transistoren som i dette bildet:
http://i45.tinypic.com/mj7bc5.png
Skal du velge en transistor til en krets du har laget selv må du som allerede nevnt passe på at transistoren tåler spenningen og strømmen, men også kanskje varmeutviklingen (hvis det er noe varmeutvikling å snakke om). Om du velger en bipolar transistor eller en mosfet er ikke så nøye da de vil antagelig gjøre jobben begge to. Som utgangspunkt kan man se på mosfeten som overlegen i de fleste applikasjoner, det er en grunn til at 99.9% av alle transistorer som produseres er mosfeter. Det mest appilerende med mosfeter er at den har en ekstremt høy inngangsmotstand (teoretisk en uendelig høy motstand) så du kan styre veldig store strømmer med noe så lite som en mikrokontroller (eller arduino). Dette er ikke alltid tilfelle for bipolare transistorer da mikrokontrolleren kanskje ikke klarer å gi nok strøm for å drive den. Det finnes enkelte fordeler med bipolare transistorer, men disse føler jeg er såpass delikate at det faller litt utenfor denne guiden. En ting man kan tenke på er Vth (gate threshold voltage) for mosfeter. Denne er ofte godt over 1V så hvis du har et signal med en lav spenning så er du kanskje nødt til å bruke en bipolar transistor (som kun trenger 0.7V). En ting som også er verdt å nevne er at mosfeter er mer sårbare for statisk elektrisitet så du kan være uheldig å ta livet av den hvis du har en oppbygd ladning i kroppen. Jeg har personlig aldri erfart dette, men det kan være greit å ha i bakhodet.
Hvordan finner jeg informasjonen jeg trenger om transistoren?
All informasjon du vil drømme om å vite finner du som regel i databladet til transistoren. Databladet er ofte linket der du kjøper den, hvis ikke kan du enkelt google modellnavnet (f.eks. IRF3205). Det som er veldig viktig å huske på er ”absolute maximum rating”. Dette finnes i bortimot alle datablader og du må ikke tro at du nødvendigvis kan kontinuerlig arbeide med disse verdiene. Dette er maksimumsverdier som produsenten har satt hvor de garanterer at komponenten ikke blir ødelaget hvis disse verdiene blir møtt i et kort tidsrom. Det lureste er å holde seg litt under disse verdiene. Her er det to utsnitt av et datablad hvor jeg har pekt ut det jeg ser på som mest relevant:
For bipolare transistorer kan du se etter dette:
Praktisk eksempel
En ting som er viktig når man setter en transistor inn i en krets er at du faktiske ser hvilke spenninger og strømmer som er hvor. En transistor er ikke en bryter du kan putte inn hvor som helst som et rele, den må ha et spenningsfall fra base/gate til source/collector. Det er derfor greit ha dette som en tommelfingerregel: Har du en N-channel mosfet eller en NPN transistor skal alltid source/collector kobles til jord! Lasten din skal da kobles fra +V til drain/emitter. Har du en P-channel mosfet eller en PNP transistor skal source/collector alltid kobles til +V! Lasten din skal da kobles fra drain/emitter til jord.
For å gi et praktisk eksempel så kan vi si at vi har 100 leds som skal styres av en arduino. Vi finner ut at hver av disse tåler 20mA, dette blir da 20*100=2A. Vi kommer til å bruke en spenning på 12V så her vil mosfeten IRF3205 fungere fint. Kretsen kobles da slik:
For en P-channel mosfet vil det kobles slik:
Skal vi bruke en bipolar transistor må vi regne ut basestrømmen og her ser vi en begrensning. Arduinoen klarer ikke levere stort mer enn ca. 20mA så det vil ikke være mulig for oss å styre en strøm på 2A med en enkel bipolar transistor. Vi nøyer oss derfor med en strøm på 500mA og bruker en 2n2222 NPN transistor. Hvis vi sier at den har en Hfe på 75 vil basestrømmen blir da 500mA/75=6.7mA. Vi vet at arduinoen gir et logisk signal på 5V altså vil baseresistoren bli (5V-0.7V)/6.7mA=640Ohm.
For en PNP bipolar transistor vil kretsen se slik ut:
Pakketyper
Både bipolare transistorer og mosfeter kommer i de samme pakkene. Husk å sjekk databladet for å se hvilke pins som er hvilke terminaler.
TO-92 brukes ofte til mindre transistorer og kan ikke håndtere så veldig store strømmer eller varmeutviklingen. Fordelen er at de er meget billige.
TO-18 Er veldig lik TO-92, men er av metall. Disse pakkene er en anelse dyrere enn TO-92 og kan takle høyere strømmer og høyere varmeutvikling.
TO-220 brukes til power-transistorer. Disse kan håndtere store strømmer og veldig høy varmeutvikling. Disse kan også kobles til kjøleribber hvis det er behov for det.
Transistorer finnes selvfølgelig i enda mindre pakker, som denne SOT-23 overflatemonterte pakken:
En transistor er en liten (og billig!) sak som kan styre en større strøm ved å tilføre en mindre strøm eller spenning, men en transistor tillater kun at strømmen går i èn retning så den vil ikke kunne styre en AC-strøm. Det som gjør transistoren attraktiv til styring av strømmer er:
- Lav kostnad
- Liten størrelse
- Veldig pålitelige
- Kan skru seg av og på ved en meget høy frekvens
- Kan styre store strømmer med en ekstremt liten strøm (teoretisk 0A for en MOSFET)
Jeg skal ta opp to av de vanligste transistortypene, nemlig bipolar transistor og MOSFET.
Bipolar transistor (bipolar junction transistor (BJT))
Denne har nesten forsvunnet helt fra moderne industri, men den er fortsatt vanlig å finne til hobbybruk og de brukes også av enkelte forsterkerprodusenter. En bipolar transistor kommer i to typer; NPN og PNP og har disse kretssymbolene:
http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/tutorial/h-bridge/images/basic-bjt.gif
NPN finner du til venstre i bildet mens PNP er til høyre. En bipolar transistor har tre terminaler, base, emitter og collector. For en NPN transistor vil en liten strøm fra base til emitter kontrollere en større strøm fra collector til emitter. Det motsatte gjelder for en PNP transistor, her vil en liten strøm fra emitter til base kontrollere en større strøm fra emitter til collector.
For å bruke en bipolar transistor til å styre en større strøm må man vite hvor mye strøm du vil styre og passe på at transistoren tåler dette. Den velkjente bipolare transistoren 2n2222 kan håndtere en strøm på 800mA, men det er ikke noe problem å finne bipolare transistorer som kan håndtere 10-20A. Forholdet mellom basestrømmen og collectorstrømmen regnes ut ved å finne "Hfe" i databladet. Denne kan være alt fra 19 til 199 og varierer med størrelsen til transistoren og temperaturen, men ofte vil den være mellom 50 og 100.
Hvordan regne ut basestrømmen:
Basestrømmen regnes ut ved å dividere collectorstrømmen med Hfe. Skal du styre en rekke med leds som bruker 100mA og du har en transistor med en Hfe på 75 må du ha en basestrøm på MINIMUM 100/75=1.33mA. Denne basestrømmen kan gjerne reguleres med en basemotstand som vil være gitt av formelen (V-0.7)/Ib. V er spenningen over motstanden mens Ib er basestrømmen. Grunnen til at 0.7V trekkes fra er samme årsak til hvorfor 0.7V trekkes fra når formotstanden til en LED beregnes. Base-emitter koblingen er en PN-kobling (en diode med andre ord) og vil ha et fast spenningsfall på 0.7V. Dette betyr altså at du må ha minimum 0.7V for å styre en strøm med en bipolar transistor. For å ta opp det forrige eksempelet. Hvis spenningen er 12V vil da baseresistoren være (12-0.7)/1.33mA=8496Ohm.
Eksempler på et par bipolare transistorer:
2n2222
- Maks collectorstrøm: 800mA
- Hfe med en collectorstrøm på 10mA og collector-emitter spenning på 1V: 50
MJE3055T
- Maks collectorstrøm: 10A
- Hfe: Min: 20, maks: 70
MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor)
Personlig syns jeg en MOSFET er mer behagelig å bruke som en strømbryter enn en bipolar transistor. Grunnen til dette er at en MOSFET er spenningsstyrt og ikke strømstyr og man slipper derfor en baseresistor.
Akkurat som ved den bipolare transistoren finnes det to typer MOSFETS, N-channel mosfet og P-channel mosfet. Symbolene ser slike ut:
http://www.societyofrobots.com/images/electronics_mosfet_schematic.png
Istede for base, emitter og collector har vi her gate, drain og source, og operasjonen er veldig like den bipolare transistoren. For en N-channel mosfet vil en spenning som tilføres gate styre en strøm som går fra drain til source. Det samme gjelder for en P-channel mosfet, men her går strømmen fra source til drain altså må du ha en negativ spenning på gate. Her er det riktig nok ikke lite lett å kalkulere hvor stor denne strømmen er, men det er fint mulig. Jeg tror ikke det har noen hensikt å ta for seg alle de matematiske formlene for mosfeten siden denne guiden tar for seg transistoren som en strømbryter, men noe som er greit å få med seg er transistorens Rds(on) (spesifisert i databladet). Når en gatespenning tilføres vil motstanden mellom drain og source endres til å bli en lukket bryter med en meget lav motstand. Jo høyere gatespenningen er jo lavere vil drain-source mostanden bli. Rds(on) er motstanden mellom drain og source ved en gitt gatespenning (ofte 10V). Dette betyr selvfølgelig ikke at man må tilføre 10V, men man må huske på at motstanden vil øke hvis gatespenningen minkes. Selv om man bare tilfører 5V vil Rds for mange mosfets være på kun noen mOhm så det er sjeldent noe man trenger å ta det i betrakning, men skal man styre store strømmer er det en fordel å vite hva Rds(on) er så man er klar over varmeutviklingen i mosfeten. Her er noen viktige aspekter med mosfeten som er verdt å få med seg:
To operasjonsområder:
Mosfeten har to operasjonsområder, triode (eller ohmsk) område og metningsområde. Triodeområdet er området hvor mosfeten fungerer som en motstand (som nevnt over) og det er i dette området den vil være i hvis den brukes som en strømbryter. Hvis drain-source spenningen blir høyere enn gatespenningen vil mosfeten gå inn i det som kalles metningsområdet og her gjelder ikke Rds lenger! I dette området vil mosfeten fungere på samme måte som en bipolar transistor og kun tillate en maksimal drain-source strøm!
Terskelspenningen:
Et annet aspect med mosfeten som er viktig er Vth, eller terskelspenningen. Som nevnt tidligere må man ha en basespenning på minimum 0.7V for å bruke en bipolar transistor som en strømbryter, dette gjelder også for mosfeten, men denne verdien (Vth) kan være noe høyere (1-2V). Husk at det ikke vil gå noe strøm mellom drain og source før en minimumsspenning på Vth er tilført gate.
Gatekapasitans:
Dette er ikke noe du trenger å bry deg om hvis du bare skal skru av og på noen leds, men det kan være viktig hvis du vil ha mosfeten til å operere i en veldig høy frekvens eller hvis mosfeten er veldig stor. Gate kan ses på som en kondensator og hvis du vet hvordan en kondensator fungerer kan du bruke de samme formlene for oppladning og utladning av gaten. Denne kapasitansen kan være på noen få pF til flere tusen pF og det kan i noen tilfeller være verdt å ta dette med i betraktningen. Siden gate må lades opp for å tillate en strøm mellom drain og source må man passe på gate blir ladet opp fort nok. Som sagt så er denne kapasitansen såpass liten at det er som regel ingenting å bry seg om. Gatekapasitansen er også årsaken til at en mosfet vil være PÅ selv om gate kobles av. Gate er da fortsatt ladet opp og vil forbli PÅ til kondensatoren har ladet seg selv ut. Det er derfor viktig at gate lades ut for å skru mosften av, altså kobler den til jord for N-channel eller til +V for P-channel.
Eksempler på et par mosfets:
BS170
- Maks sourcestrøm: 500mA
- Maks drain-source spenning: 60V
- Rds(on) ved Vgs=10V Id=200mA: Typisk 1.2Ohm, maks 5Ohm
IRF3205
- Maks sourcestrøm: 110A
- Maks drain-source spenning: 55V
- Rds(on) ved Vgs=10V Id=62A: Maks 8mOhm
Varmeutvikling
Varmeutviklingen til transistoren kan det i mange tilfeller være greit å holde kontroll på. Sjekk databladet til transistoren (pass på å sjekk ved riktig pakketype) for å se hvor høy varmeutviklingen den tåler. Varmeutviklingen regnes ut ved å multiplisere Vcollector-emitter med collectorstrømmen for bipolare transistorer, og Vdrain-source med sourcestrømmen for mosfets. For bipolare transistorer kan du også ta basestrømmen i betrakning. Denne regnes ut ved å multiplisere basestrømmen med 0.7V.
Hvordan velger jeg riktig transistor?
Dette kan være et viktig spørsmål hvis du ikke er så kjent med transistorer. Hvis du lager en krets du fant på nettet e.l. så er det like greit å bare kjøpe samme modell som er oppgitt. Hvis du heller vil bruke en annen modell så pass på at det er riktig type (bipolar eller mosfet, men også om det er NPN/PNP, N-ch eller P-ch). Du må da også passe på at transistoren tåler minst like høy collector/drain spenning og strøm som den som er oppgitt i kretsen.
Maks strøm og spenning finner du ofte etter navnet til transistoren som i dette bildet:
http://i45.tinypic.com/mj7bc5.png
Skal du velge en transistor til en krets du har laget selv må du som allerede nevnt passe på at transistoren tåler spenningen og strømmen, men også kanskje varmeutviklingen (hvis det er noe varmeutvikling å snakke om). Om du velger en bipolar transistor eller en mosfet er ikke så nøye da de vil antagelig gjøre jobben begge to. Som utgangspunkt kan man se på mosfeten som overlegen i de fleste applikasjoner, det er en grunn til at 99.9% av alle transistorer som produseres er mosfeter. Det mest appilerende med mosfeter er at den har en ekstremt høy inngangsmotstand (teoretisk en uendelig høy motstand) så du kan styre veldig store strømmer med noe så lite som en mikrokontroller (eller arduino). Dette er ikke alltid tilfelle for bipolare transistorer da mikrokontrolleren kanskje ikke klarer å gi nok strøm for å drive den. Det finnes enkelte fordeler med bipolare transistorer, men disse føler jeg er såpass delikate at det faller litt utenfor denne guiden. En ting man kan tenke på er Vth (gate threshold voltage) for mosfeter. Denne er ofte godt over 1V så hvis du har et signal med en lav spenning så er du kanskje nødt til å bruke en bipolar transistor (som kun trenger 0.7V). En ting som også er verdt å nevne er at mosfeter er mer sårbare for statisk elektrisitet så du kan være uheldig å ta livet av den hvis du har en oppbygd ladning i kroppen. Jeg har personlig aldri erfart dette, men det kan være greit å ha i bakhodet.
Hvordan finner jeg informasjonen jeg trenger om transistoren?
All informasjon du vil drømme om å vite finner du som regel i databladet til transistoren. Databladet er ofte linket der du kjøper den, hvis ikke kan du enkelt google modellnavnet (f.eks. IRF3205). Det som er veldig viktig å huske på er ”absolute maximum rating”. Dette finnes i bortimot alle datablader og du må ikke tro at du nødvendigvis kan kontinuerlig arbeide med disse verdiene. Dette er maksimumsverdier som produsenten har satt hvor de garanterer at komponenten ikke blir ødelaget hvis disse verdiene blir møtt i et kort tidsrom. Det lureste er å holde seg litt under disse verdiene. Her er det to utsnitt av et datablad hvor jeg har pekt ut det jeg ser på som mest relevant:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i45.tinypic.com/24nif0y.png
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i49.tinypic.com/2a6jc46.png
For bipolare transistorer kan du se etter dette:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
[IMG] http://i48.tinypic.com/ftd2za.png [/IMG]
Praktisk eksempel
En ting som er viktig når man setter en transistor inn i en krets er at du faktiske ser hvilke spenninger og strømmer som er hvor. En transistor er ikke en bryter du kan putte inn hvor som helst som et rele, den må ha et spenningsfall fra base/gate til source/collector. Det er derfor greit ha dette som en tommelfingerregel: Har du en N-channel mosfet eller en NPN transistor skal alltid source/collector kobles til jord! Lasten din skal da kobles fra +V til drain/emitter. Har du en P-channel mosfet eller en PNP transistor skal source/collector alltid kobles til +V! Lasten din skal da kobles fra drain/emitter til jord.
For å gi et praktisk eksempel så kan vi si at vi har 100 leds som skal styres av en arduino. Vi finner ut at hver av disse tåler 20mA, dette blir da 20*100=2A. Vi kommer til å bruke en spenning på 12V så her vil mosfeten IRF3205 fungere fint. Kretsen kobles da slik:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i47.tinypic.com/r8fqqg.png
For en P-channel mosfet vil det kobles slik:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i45.tinypic.com/241sayd.png
Skal vi bruke en bipolar transistor må vi regne ut basestrømmen og her ser vi en begrensning. Arduinoen klarer ikke levere stort mer enn ca. 20mA så det vil ikke være mulig for oss å styre en strøm på 2A med en enkel bipolar transistor. Vi nøyer oss derfor med en strøm på 500mA og bruker en 2n2222 NPN transistor. Hvis vi sier at den har en Hfe på 75 vil basestrømmen blir da 500mA/75=6.7mA. Vi vet at arduinoen gir et logisk signal på 5V altså vil baseresistoren bli (5V-0.7V)/6.7mA=640Ohm.
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i48.tinypic.com/28ckec2.png
For en PNP bipolar transistor vil kretsen se slik ut:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://i45.tinypic.com/34yr493.png
Pakketyper
Både bipolare transistorer og mosfeter kommer i de samme pakkene. Husk å sjekk databladet for å se hvilke pins som er hvilke terminaler.
TO-92 brukes ofte til mindre transistorer og kan ikke håndtere så veldig store strømmer eller varmeutviklingen. Fordelen er at de er meget billige.
SPOILER ALERT! Vis spoiler
http://www.reprise.com/host/circuits/images/to-92.gif
TO-18 Er veldig lik TO-92, men er av metall. Disse pakkene er en anelse dyrere enn TO-92 og kan takle høyere strømmer og høyere varmeutvikling.
SPOILER ALERT! Vis spoiler
[IMG] http://i46.tinypic.com/xn4sb6.jpg [/IMG]
TO-220 brukes til power-transistorer. Disse kan håndtere store strømmer og veldig høy varmeutvikling. Disse kan også kobles til kjøleribber hvis det er behov for det.
SPOILER ALERT! Vis spoiler
[IMG] http://i48.tinypic.com/1ovnuu.jpg [/IMG]
Transistorer finnes selvfølgelig i enda mindre pakker, som denne SOT-23 overflatemonterte pakken:
SPOILER ALERT! Vis spoiler
Sist endret av nso; 28. januar 2013 kl. 17:32.
Jeg har sendt mail til administrator, jeg håper jeg får lov til å endre tråden så jeg kan legge dette til.
