Tengo que conducir una válvula solenoide de 12V. En la hoja de datos está escrito: Potencia: 8 W. Por lo tanto, la corriente dibujada por el solenoide es 0.666 A.
Por lo general, para conducir un relé pequeño (aproximadamente 10 o 20 mA) uso un transistor bipolar, pero con este tipo de corriente, ¿es posible? ¿O tengo que usar un MOSFET porque mi bipolar se quemará?
Me temo que no estoy de acuerdo con las conclusiones de Matt.
Usted puede encontrar BJT con bajos voltajes de saturación. Una búsqueda rápida en Digikey apareció esta . En 1 A, el voltaje de saturación es típicamente de 45 mV, que es equivalente a un FET con un \ $ R_ {DS (ON)} \ $ de 45 mΩ. Nada mal para un BJT.
E incluso el Matt de 200 mV utilizado como valor típico no es ningún problema: a 0,67 A, eso es 130 mW, y el "montón de energía desperdiciada" después de un año de operación continua es de 1.17 kWh. Para el NSS60601MZ4 es de 0.26 kWh. No es lo que llamo "mucho".
El problema está en otra parte. El mínimo \ $ h_ {FE} \ $ de 120 en 1 A se especifica para \ $ V_ {CE} \ $ de 2 V, es decir, el transistor está no en saturación. Los 45 mV son para una corriente de base de 100 mA y una corriente de colector de 1 A. Ahora eso es lo que llamo un desperdicio: los 100 mA no fluyen a través de la carga en absoluto. Si controla el transistor desde un microcontrolador, tendrá el problema de que un microcontrolador no puede generar tanta corriente. Y, finalmente, la hoja de datos señala que el 100 mA está pulsado, por lo que es posible que no pueda hacer esto continuamente (aunque no pude encontrar un valor máximo para la corriente base).
Ese es el problema con los BJT, especialmente para corrientes superiores a aproximadamente 0,5 A. Y aquí brilla el MOSFET. Corriente de accionamiento: cerca de cero. \ $ R_ {DS (ON)} \ $: lo que quiere pagar, 1 mΩ es posible. Tendrás que mirar el voltaje mínimo de la puerta; para conducir por un microcontrolador desea un FET nivel lógico .
Entonces, si los FET son tan buenos, ¿por qué seguimos usando BJT? Costo. Un BJT puede ser un 50% más barato que un FET. Es así de simple realmente.
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Scott menciona un Darlington para superar el problema de conducción actual con el BJT. No lo mencioné, y debería haberlo hecho. ¡No porque sea una solución, sino porque no lo es! Un Darlington tiene un voltaje de saturación (mucho) más alto que un BJT común; He visto valores de hasta 4 V máximo. Pero incluso 1.5 V sería mucho si tiene un suministro de bajo voltaje como 12 V: el voltaje reducido a través del solenoide significa que solo está disponible aproximadamente el 75% de los 8 W requeridos, y eso puede ser muy poco para activar el solenoide. Además, el transistor disipará 1 W, y un Darlington es más caro que un BJT común, por lo que la ventaja de costos tampoco cuenta.
BJTs hacen swtiches terribles. Su Vce es típicamente alrededor de 300mV. Esa es una especificación que está disponible en la hoja de datos. Los MOSFET normalmente tienen un Rds de menos de 100 mOhms, lo que hace que Vds sea casi insignificante.
En este caso, ¿cuánto te importa que caigan los 12 V a través del solenoide? Si eso es importante, un MOSFET es la mejor opción. Un BJT podría manejar la corriente, pero será como si solo estuviera obteniendo 11.7 V a través de su válvula solenoide.
Otra consideración es la disipación de potencia, para la misma corriente. En realidad, la corriente BJT será ligeramente inferior debido a Vce.
BJT:
\ $ P_q = I \ cdot V = 0.666A \ cdot 0.3V = 200mW \ $
MOSFET
\ $ P_q = I ^ 2 \ cdot R_ {ds} = (0.666A) ^ 2 \ cdot 50m \ Omega = 22mW \ $
El MOSFET es 9 veces más eficiente que el BJT. Eso puede ser importante si el dispositivo en cuestión está en funcionamiento continuo.
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