Các BJT có xu hướng khuếch đại (Ic tăng theo Ib) hoặc chuyển đổi (Ic bật hoặc tắt). Các bóng bán dẫn khuếch đại có độ tuyến tính khuếch đại tốt, nhưng mức tăng DC ở mức trung bình và thời gian chuyển mạch và Vce (sat) có thể không quá thấp (ví dụ 2n5550). Các bóng bán dẫn chuyển mạch có thời gian chuyển mạch rất nhanh, mức tăng DC cao và Vce (sat) thấp nhưng độ tuyến tính không phải là vấn đề đáng lo ngại (ví dụ: MMBT4401 . Sau đó, có các bóng bán dẫn đa năng nằm ở giữa đường cho cả hai loại hoạt động (ví dụ 2n3904 ).
Thật không may, không có ba ví dụ nào trong số các BJT này phù hợp với mục đích của mạch được chỉ định, vì vô số lý do:
- Để điều khiển tải được đại diện bởi động cơ được chỉ định, cần có mức định mức hiện tại là 240 mA (
12 V / 50 Ohm DC resistance) hoặc 259 mA (từ biểu dữ liệu). 2n5550 sẽ xử lý dòng điện duy trì khoảng 50 mA một cách dễ dàng, với Vce (sat) đạt 0,25 Volts. Ở các dòng liên tục cao hơn, sự nóng lên trở thành một vấn đề: Lưu ý các giá trị giảm dần cho độ phân tán của thiết bị trên 25 độ C.
- Ngay cả khi chúng ta lái được 259 mA, bóng bán dẫn sẽ cần rất nhiều dòng ổ cơ sở, tùy thuộc vào đặc tính khuếch đại DC trong trường hợp xấu nhất của bóng bán dẫn được lựa chọn. Thông thường hơn 20 mA cho các ví dụ được đề cập ở trên, để lái 250 mA Ic. Các đầu ra thiếu máu của Raspberry Pi đơn giản là không được thiết kế cho loại lạm dụng đó. Người ta sẽ ngần ngại rút ra nhiều hơn một chữ số từ GPIO của nó , nếu vậy.
- Một bóng bán dẫn chuyển đổi dòng vừa phải có mức tăng cao như NTE2503 có thể phục vụ mục đích này, với mức tăng DC tối thiểu 800 và xếp hạng dòng điện liên tục 700 mA.
- Một cặp Darlington nghe có vẻ giống như một sự thay thế tốt khác, nhưng các cặp Darlington có sự sụt giảm điện áp lớn hơn giữa bộ thu và bộ phát, vì chúng có hai bộ tiềm năng NPN (hoặc PNP) trong đường dẫn hiện tại. Điều này có nghĩa là nhiều nhiệt hơn được tạo ra khi dòng điện được truyền qua, do đó cần cho các gói lớn hơn và / hoặc tản nhiệt và làm mát.
Điều đó để lại một MOSFET như một sự thay thế tuyệt vời. Chẳng hạn, chế độ tăng cường IRLML2502 rẻ tiền I-MOS MOS loại N sẽ điều khiển rất thoải mái trên 2 Ampe với điện áp cổng 2,8 Volts và sẽ không cảm thấy ấm khi chạm vào 259 mA I d . Cần có dòng ổ cổng không đáng kể ngoại trừ khi chuyển đổi và dòng cổng này có thể được giới hạn ở một vài mA sử dụng điện trở cổng, nếu không cần chuyển đổi rất nhanh.
Nếu động cơ được điều khiển bằng PWM, thì trình điều khiển cổng có thể được sử dụng làm giai đoạn tạm thời để điều khiển cổng MOSFET, hoặc là một giải pháp riêng biệt sử dụng một trong 2n5550 BJT mà bạn đã có và sẽ không cần hoặc sử dụng một IC điều khiển cổng nếu tần số PWM thực sự lớn được dự định.
(Sơ đồ trên chỉ hiển thị một pha được kết nối, nhưng tôi thực sự có 4)