Responderé a la pregunta más general sobre cómo activar / desactivar una carga de una señal digital cuando la carga requiere una corriente o voltaje que la señal digital no puede suministrar directamente.
Una forma muy común y barata es usar un interruptor del lado de carga NPN:
R1debedimensionarsedemodoquelacorrientemáximaquelasalidadigitalpuedegenerarcuandonoseexcedaelvaloralto.Porejemplo,digamosqueseutilizalalógicade3.3Vyquelaespecificaciónmáximadelafuentedecorrientedelcontroladordeseñaldigitalesde5mA.LafiguradelauniónB-Edeltransistorcae700mV,demodoquedeja2.6VatravésdeR1.SegúnlaleydeOhm:(2.6V)/(5mA)=520,entoncesredondearemosalvalorcomúnmáscercanoal5%de560Ω.
Ahorapuedetrabajarhaciaatrásyencontrarlacorrientedebasemínima.Digamosquesolosegarantizaquelasalidadigitalestéa3.0Valafuentedecorrientecompleta.Esodeja2,3VatravésdeR1,quepodríasertanaltocomo588.(2.3V)/(588)=3.9mA.
Q1debeestarclasificadopararesistircualquieraquesealatensióndealimentación.Ensucaso,esoessolo5V,peroestemétodofuncionaindependientementedeloquesea,siemprequeeltranistorpuedamanejarlo.
D1esnecesarioenelcasogeneraldondelacargapuedeseralmenosalgoinductiva.Consideremoselcasodequelacargaseauninductorpuro.SiQ1seapagarepentinamente,lacorrientedelinductorinstantáneoseguiráfluyendoenalgúnlugar.SinD1,enalgúnlugarselograelevandolatensióndelcolectoralpuntodondeconduceeltransistorapesardequeseapaga.Estorequiereunaltovoltajeypuededañareltransistoryotraspartesalasquesepuedeconectarlacarga.D1proporcionauncaminoseguroparalacorrientederetrocesoinductivo.D1noesnecesariosiseconduceunacargaresistivaenelmismotablero.AdicióndeD1siemprequesevayafueradeltableroesunabuenaideayaqueyanocontrolaloquepodríaconectarse,yloscableslargostienensupropiainductancia,inclusosilacarganoesinductiva.
Lacorrientedecargamáximaeslacorrientedebasemultiplicadaporlagananciadeltransistor.Enelejemploanterior,decidimosquelacorrientedebasemínimagarantizadaesde3.9mA.Sisegarantizaqueeltransistortieneunagananciade50enesacorriente,porejemplo,entonceselcircuitoesbuenoparacargasqueconsumenhasta195mA.
OtraformabastantesimpledecambiarunacargadeunaseñaldigitalesusarunFETdecanalNenelladobajoquesepuedacontrolardirectamentedesdeseñalesdenivellógico:
El FET está controlado por voltaje, a diferencia del transistor NPN anterior, que está controlado por la corriente. La compuerta FET parece una carga capacitiva para la salida digital. Debe tener cuidado si la salida digital está especificada para funcionar con una capacidad máxima. La mayoría de las veces, más capacitancia en una salida digital solo ralentiza el tiempo de espera.
En este circuito simple, el FET debe ser controlable desde voltajes de nivel lógico. Tales FET se denominan a menudo nivel lógico FET. Por ejemplo, el IRLML2502 se especifica para un máximo de 80 m drive en una unidad de compuerta de 2,5 V.
El FET debe estar clasificado para soportar la tensión de alimentación cuando está apagado. Los FET que funcionan a voltajes de compuerta de nivel lógico generalmente no van a voltajes D-S altos. El IRLML2502, por ejemplo, solo es bueno para 20 V. Por encima de 30 V, tendrá problemas para encontrar un FET de nivel lógico y habrá que considerar diferentes unidades de compuerta.
La corriente de carga máxima, por supuesto, no puede ser más que la corriente máxima para la que está calificado el FET. Sin embargo, la disipación de potencia suele ser el factor limitante real. Por ejemplo, el IRLML2502 está clasificado para 800 mW a 70 ° C a temperatura ambiente. Eso llega a 250 mA utilizando la cifra de 80 mΩ de arriba.