transistores Arduino / Atmega con TIP120 / 121/122: pregunta actual de base

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Estoy aprendiendo sobre los transistores, y parece que no puedo encontrar la respuesta a algunas preguntas que me están perturbando. Me referiré al TIP120 / 121/122 Transistor Darlington .

  1. Como entiendo los transistores hasta ahora, necesito aplicar una corriente desde mi Arduino a la base del transistor para permitir la corriente Fluir entre el colector y el emisor. Lo que no entiendo es cómo se usa un microcontrolador con el transistor en tantos Proyectos y tutoriales. El arduino y otras atmósferas dan ~ 50mA. de sus pines, pero según la hoja de datos, el TIP necesita 120 mA en la base. Además de eso, se usa una resistencia entre el pin de El microcontrolador y la base del transistor, que asumiría reduce aún más la corriente que entra en la base. Entonces, ¿qué está pasando? ¿aquí?
  2. Quiero experimentar con estos transistores, pero noté que la TIP120 y 121 son más caros que el TIP122. Tengo curiosidad por saber por qué esto es así, porque según la hoja de datos, parece que el TIP122 puede manejar voltajes más altos (lo que supongo que es algo bueno), con todas las otras cosas son muy parecidas. Entonces, ¿hay un científico razón de esta discrepancia de precios y ¿hay alguna razón por la que deba seleccione el TIP120 sobre el 122 para usar con mi microcontrolador proyectos?
pregunta capcom

2 respuestas

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El TIP120 no necesita 120mA en la base para el funcionamiento normal, es la calificación máxima absoluta , por encima de la cual no desea ir.
La especificación que más le interesa es la hFE (ganancia actual), que para un darlington es muy alta, ya que se trata de dos transistores conectados de forma que las ganancias actuales se multiplican. Para el TIP120, se da como mínimo 1.000 (en comparación con los 200 típicos para un solo transistor bipolar)
También son importantes la corriente máxima del colector (5A) y la tensión del emisor del colector (60V)

Las principales desventajas son que la tensión del emisor de base se duplica en comparación con un solo transistor (~ 1.4V), y la tensión de saturación es mayor (típicamente ~ 0.8V en comparación con ~ 0.2V a bajas corrientes)
Estos puntos rara vez son un problema para un simple interruptor accionado desde un micro pin. Sin embargo, a mayores corrientes de colector-emisor, el Vsat se eleva y puede interferir con la operación deseada y causar problemas de disipación. Por ejemplo, en la hoja de datos TIP120, observe que en 3A Ice, Vsat se administra como 2V, pero a 5A se ha elevado a 4V. Eso es 20W de disipación, mucho calor para tratar de deshacerse de mantener la temperatura baja. Por lo tanto, cuando se cambia una corriente grande, debe tener en cuenta estos factores, y tal vez decidir mirar una parte más adecuada (por ejemplo, nivel lógico, MOSFET de bajo poder de Rsdon)

Como tenemos una ganancia de 1000, casi no tenemos que sacar nada del micro pin. Digamos que queremos cambiar 1 Amp:

1A / 1000 = 1mA en la base necesaria.
Si tenemos una tensión de 5 V, entonces restamos el Vbe de la tensión de la unidad y la dividimos por la corriente:

(5V - 1.4V) / 1mA = Resistencia 3.6k. Para darle un poco de libertad, seleccione algo un poco más pequeño como 2.2k. Esto todavía solo dibuja ~ 1.6mA.

No leería mucho sobre los diferentes precios: el precio de los componentes a menudo depende de qué tan populares sean, cuanto más se venden, menos cuestan. Si ve mejores especificaciones a un precio más barato, inténtelo ;-)
Puede obtener precios bastante extraños cuando el componente es escaso / nuevo / obsoleto: vi un condensador cerámico de 10 uF a un precio de £ 7.50 (cantidad 1) en Farnell la otra semana ...

    
respondido por el Oli Glaser
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Tienes que revisar el título sobre la tabla. Dice "calificaciones máximas absolutas" (AMR). Sólo tocarlos brevemente es, bueno, ni siquiera está bien, sino tolerable. En cualquier caso, no debe operar el transistor bajo AMR durante más tiempo.

Uno de los parámetros importantes de un transistor es su hFE, que es la ganancia actual. Si aplica una corriente a la base, una corriente de hFE más grande fluirá a través del colector. Para el transistor de propósito general, el hFE suele ser de alrededor de 100, por lo que una corriente de base de 1 mA le dará una corriente de colector de 100 mA. Este es un transistor Darlington , que es básicamente dos transistores en cascada. El primero amplifica la corriente por su hFE, y eso se amplifica de nuevo por el hFE del segundo transistor. Así que el total de hFE es mucho mayor, la hoja de datos dice un mínimo de 1000.

Debe comenzar desde la corriente del colector para calcular hacia atrás a la corriente base. Supongamos que desea controlar un relé con el transistor. Usted lee la hoja de datos del relé y dice que la versión de 5 V tiene una resistencia de bobina de, por ejemplo, 50. Luego, de acuerdo con la Ley de Ohm, necesita 5 V / 50 Ω = 100 mA para impulsar el relé.

El transistor tiene una ganancia de 1000, por lo que para 100 mA solo necesitas 100 µA de entrada. Es aconsejable usar un valor un poco más alto, como 1 mA. Puedes pensar que esto daría 1 A, pero eso no es cierto. La resistencia del relé limitará la corriente a los 100 mA, sin importar cuánta corriente le guste dibujar al transistor. La corriente de entrada adicional le proporciona cierto margen si los parámetros se desvían de sus valores nominales.

Por lo tanto, 1 mA de corriente base. Un transistor común necesita aproximadamente 0.7 V en su base, entonces usted usaría una resistencia de base de (5 V - 0.7 V) / 1 mA = 4.3 kΩ máximo para obtener 1 mA. Esa es la Ley de Ohm otra vez. La diferencia de voltaje a través de la resistencia dividida por la corriente a través de él. Pero este es un Darlington, y tiene el doble de la caída de 0.7 V, entonces eso es 1.4 V. Luego (5 V - 1.4 V) / 1 mA = 3.6 kΩ. Elija un valor estándar de 3.3 kΩ. En realidad, el cálculo es un poco más complejo que esto, porque el transistor también tiene un par de resistencias integradas, pero tenemos un gran margen, por lo que podemos ignorarlo.

Una palabra final: ATmega no le da 50 mA. Las calificaciones máximas absolutas dicen 40 mA, y usted debe mantenerse muy por debajo de eso. 20 mA es un buen valor máximo para trabajar; muchos parámetros se especifican en esa corriente. A 1 mA estamos muy por debajo de eso, así que estamos bien.

    
respondido por el stevenvh

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