Ayuda con el transistor darlington TIP122

La hoja de datos TIP122 está aquí

La Fig. 2 de la hoja de datos muestra que Vbe está típicamente a 1.75 V "saturado" cuando Ic = 3A. Usar Vbe = 2V es más seguro. Usar 2.5V no hace daño.

La Fig. 2 muestra que Vce = 1V típico en 3A. Por lo tanto, el transistor disipará Potencia = V x I = 1V x 3A = 3 vatios. Si utiliza, por ejemplo, un paquete TO220, necesitará un modesto disipador térmico. Si utiliza un paquete de montaje en superficie, es posible que deba revisar los problemas de hundimiento de calor.

Tucircuitodebeversecomoeldiagramadeabajo.Tengaencuentaqueelmotorseconectadesde12Valcolector.

La Fig. 1 en la hoja de datos muestra que la ganancia mejora el IC de alrededor de 3 y que se puede esperar una ganancia de 4000. No confíes en ello :-).
 Diseñar con una ganancia de 1000 funcionará bien.

Para Ic = 3a, necesita una unidad de 3 mA con una ganancia de 1000 como lo anotó. Si asumimos un suministro de 5 V, entonces R1 es tal que permite que 3 mA fluyan cuando Vbe = 2 V (ver arriba)
 R = V / I = (5-2) /0.003 A = 1000 ohms.

Si el proceso ior se estaba ejecutando en 3V3, diga entonces
 R1 = V / I = (3.3-2) / 0.003 A = 430 ohms = digamos 390 ohms

El peor caso si permitiste Vbe = 2.5V y lo condujiste con un pin de procesador 3V3, entonces
 R = V / I = (3.3-2.5) /0.003 = 266 ohm = decir 270 ohms.

Por lo tanto, R1 puede tener una variación de 4: 1 según el Vbe que decida elegir * y la tensión de alimentación del procesador. De hecho, 1000 ohms funcionarían probablemente O en todos los casos y 470 ohms es probablemente un buen compromiso general. (* Dije "qué Vbe eliges elegir" pero de hecho el transistor es el que elige: el Vbe real dependerá del transistor en las circunstancias dadas y elegimos un Vbe para propósitos de diseño en función de lo que nos digan las hojas de datos).

Un motor es inductivo. Cuando se apaga, la corriente del motor no puede detenerse instantáneamente y DEBE ir a algún lugar. El diodo D1 lo da a donde ir.
 Sin D1, obtendrás un pico de voltaje impulsado inductivo GRANDE. ¡El voltaje aumentará hasta que la corriente del motor encuentre un lugar al que ir! :-). Esto puede ser fatalmente malo para el transistor y para otros dispositivos electrónicos, SIEMPRE incluya un equivalente D1 en tales casos.

Para estar seguro, D1 se debe clasificar a la corriente del motor. En la práctica, esto puede no ser necesario dependiendo de cómo conduzca el motor. Si está utilizando PWM rápido, entonces D1 debería ser un BUR de diodo rápido en casi todos los casos, un diodo de potencia estándar funcionará bien. 1 x 1N400x probablemente lo hará. 2 o3 3 en paralelo serán mejores. Aún así, un diodo de potencia único con una capacidad nominal de 3 A o más es mejor, pero 1N400x son baratos y, por lo general, están disponibles.

¡No, no, no !; Usted mencionó la conducción directa de la base del transistor sin resistencia. Esta es una práctica muy mala ya que probablemente viola las especificaciones de la hoja de datos del procesador. Una vez que haces eso, cualquier cosa puede pasar y cualquier cosa puede suceder En algunos casos (no en este) también puede destruir un dispositivo accionado que lo haga. ¡Los componentes del circuito siempre deben estar diseñados!

Lo que parece haber construido es un seguidor del emisor , donde el emisor sigue el voltaje de la base, menos el voltaje del emisor de la base. Esta configuración también se conoce como recopilador común . Este \ $ V_ {BE} \ $ estará alrededor de 1.4 V ya que Darlington le ofrece dos uniones PN entre la base y el emisor. La razón por la que el voltaje del emisor no aumenta: si no hubiera suficiente caída de voltaje a través de la unión del emisor-base para causar una corriente de base, y por lo tanto tampoco una corriente de colector. Es por eso que el voltaje del emisor se atasca a aproximadamente 4V.
Como lo sugirió Leon, coloque el motor en el lado del colector y conecte el emisor a tierra, para que obtenga una configuración de emisor común . También necesitas una resistencia de base. La hoja de datos dice que \ $ V_ {BE} \ $ puede ser tan alto como 2.5V, por lo que

  

\ $ R = \ dfrac {5V - 2.5V} {3mA} = 833 \ Omega \ $

Eso es un valor máximo, yo escogería un 680 \ $ \ Omega \ $; el 1.6k \ $ \ Omega \ $ es demasiado alto para darle 3mA de corriente base. No olvide colocar un diodo en paralelo con el motor, ánodo al colector del transistor.

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Algo importante que olvidé mencionar: en 3A, el transistor puede tener un \ $ V_ {CE (SAT)} \ $ de 2V, lo que le da una disipación de potencia de 6W. Eso es mucho y requiere un considerable disipador de calor.
Russell también calcula la disipación, pero llega a otros valores porque trabaja con valores típicos, mientras que yo calculé los valores máximos. Usted siempre debe calcular para el peor de los casos . Un disipador de calor que eligió para la disipación de 3W será insuficiente en caso de que la disipación sea de 6W, lo que puede suceder. Es por eso que se menciona como valor máximo.

Una mejor alternativa para el Darlington es un MOSFET con un bajo \ $ R_ {DS (ON)} \ $, como el FDC653N . Gracias a su bajo \ $ R_ {DS (ON)} \ $ de 0.055 \ $ \ Omega \ $ no necesita un disipador de calor si está montado en cobre lo suficientemente grande. Puede encontrar MOSFET con especificaciones aún mejores.

Lecturas adicionales
Más información sobre el colector común
Más información sobre el emisor común

Conecte el motor entre el colector y el suministro, y conecte a tierra el emisor.

Alguien pensó que este circuito es un seguidor de emisor. No lo creo. No hay un circuito de carga en el emisor y, de hecho, el emisor debe conectarse a tierra. Es solo un simple interruptor saturado de vainilla en el modo de colector común.

Usted está manejando la base desde un microprocesador o similar que solo puede suministrar pequeñas cantidades de mA y la carga es A. Por lo tanto, usar la fórmula que se sugirió es correcto. Tome la salida del micro y reste el Voltaje base del emisor esperado en el dispositivo TIP. Esa diferencia es lo que determinará la corriente potencial en la base del TIP. Para obtener el valor de la resistencia necesaria, divida la diferencia de voltaje entre la corriente de excitación que desea y solo aplique la ley de ohmios. Pero como el TIP tiene una ganancia de corriente garantizada de 1000, debe asumir que la corriente base es 1/1000 de la corriente de carga. Entonces, si la corriente de carga es de 1 A, entonces la corriente de base mínima sería de 1 mA. Si se espera que la corriente del colector alcance 3 A, entonces la corriente de base mínima debería ser de 3 mA. Pero como la gente mencionó, normalmente sobrepasamos un poco la base. Si la corriente de base requerida es de 1 mA, suministraría 2 mA y así sucesivamente. Entonces, por ejemplo, si su micro suministra 5 voltios de salida para un alto y usted está tratando de conducir una carga de 3 A, entonces asumiendo un voltaje de Base-Emisor de 2 V, entonces (5-2) / (3/1000) = 1000 ohms Pero para asegurarse de que la parte TIP esté saturada, use la mitad de eso (500 ohmios) para garantizar el doble de la corriente.