Darlingtonin transistori antaa sinulle kaksi laitetta yhdessä, mikä antaa sinulle enemmän virrankäsittelyä. Ehdottomasti BJT-rakenteen etu MOSFETiin verrattuna on, että sinulla ei ole porttia, jossa on eristetty oksidi, joten sinun ei tarvitse huolehtia lukituksesta induktiivisesta paluusta . Mikä tahansa induktori, kuten moottoreissa ja releissä, varaa vuon kelan yli, ja toiminnan muutos aiheuttaa suuren jännitteen paluun. Tämä takaisinkytkentäjännite voi kääntää MOSFETin risteyksen tai vahingoittaa porttia.

Jos pelaat vain, BJT: n etu on kestävyys. Jos olet huolissasi virrasta, MOSFETin etuna on, että kapasitiivinen tulo ei ota virtaa latauksen jälkeen.

Tämä on lyhyt, lyhyt vastaus.

1) Power FET: t ja Darlingtons ovat kaksi eri eläintä. BJT toimii parhaiten lineaarisena laitteena, jota ohjataan tarkasti VIRTA. BJT: llä on luonnostaan ​​suurempi kaistanleveys kuin FET: llä ja ne ovat yleensä halvempia identtiselle virrankulutukselle. Lisäksi BJT: t voivat tehdä erinomaisia ​​ja halpoja vakiovirtalähteitä, mikä tekee yksinkertaisesta mutta tarkasta vakiovirtalähteestä herkille virtaa ohjaaville laitteille, kuten LEDeille. BJT: n ja erityisesti Darlington-kokoonpanojen avulla voit ohjata tarkasti 0-10A + -alueen lähtövirtaa tyypillisesti alle 2mA: lla MCU: sta, jossa on yksinkertainen virtasäätövastus mikrokontrollerin tapiin kytkettyyn alustaan.

2) Tarkkuuden saavuttamiseksi PNP Darlingtonia käytettäessä pohjavirta viitataan maahan, mikrokontrolleri-nastaa voidaan edelleen käyttää, lähtö on vain käännetty matalaksi pohjavastuksen maadoittamiseksi. Jos pääsyöttöjännite vaihtelee, palautetta varten kompensointiin on käytettävä virtatunnistusvastusta. Mikrokontrollerin pin-virrat vaihtelevat hankinnan / uppoamisen kyvyn mukaan ja eri MCU-perheillä on erilaiset ominaisuudet. Tyypillinen 5 V AVR voi tuottaa / upottaa jopa 20-30mA / nastaa TTL: nä, ja SAM-pohjaisilla arduinoilla, kuten DUE: lla, on kahden tyyppisiä nastan ominaisuuksia matalan ja korkean virran nastat, suurivirtaiset nastat, jotka voivat tuottaa vain 15 mA / nielu 9 mA ( pienitehoinen CMOS), joten pidä tämä mielessä, jos et käytä op-ampia puskurina.

3) Vaikka BJT: t pystyvät erinomaisesti vahvistamaan pieniä signaaleja pienellä vääristymällä ja hallitsemaan tarkasti suuria virtoja, BJT: t tekevät huonoista kytkimistä, koska vaikka kyllästetytkin, Vce-jännite laskee kuitenkin yli 2 V, tämä tarkoittaa merkittävä tehohäviö suurilla virroilla, mikä tarkoittaa merkittävää lämmöntuotantoa. Vaikka sinulla olisi Darlington, joka kykenee käsittelemään 20A: ta ennen kuin voitto heikkenee, sillä sillä on vain 0,96 A ja ympäristön lämpötila 30 C, tulet risteyslämpötilaan 150 ° C ilman jäähdytyselementtiä.

4) Teho-MOSFETit ovat lähes päinvastoin kuin BJT: t toiminnassa, ne ovat erinomaisia ​​kytkimiä, mutta jos niitä ei suunnitella huolellisesti, ne tekevät heikosta lineaarisesta virrasta ja vahvistimista. Tämä liittyy suhteellisen suuriin porttikapasitansseihin, jotka rajoittavat teho-FET: n kykyä saada suuret kaistanleveydet. Erityiset porttiohjain-IC: t pystyvät käsittelemään suuret lataus- / purkuvirrat, kun virtalähteenä on mosfetin portin kapasitanssi suurilla taajuuksilla, mutta lisäävät myös projektin kustannuksia / monimutkaisuutta.

5) Mosfeteillä on tyypillisesti paljon pienempiä "lineaarisia" alueita kuin BJT: llä ja niillä on käytännössä nolla "päällä" -vastusta niin kauan kuin Vgs-ehdot täyttyvät ajaa MOSFET kyllästykseen. Kun "päällä" -jännitehäviöt Vds ovat mV-alueella, ainoa huomattava teho häviää, kun MOSFET on siirtymässä pois päältä ja takaisin. Tyypillisellä teho-MOSFETillä voi olla jatkuva Id 40A tai enemmän, eikä se tarvitse jäähdytyselementtiä ennen kuin olet lähellä puolta tästä luokituksesta, koska MOSFETin vastus käynnissä on yleensä milliohmien alueella. Ympäristön lämpötilan ollessa 30 ° C, TO-220-kotelo Mosfet 0,01 ohmin RDSonilla (10 milliohmia) pystyy hajottamaan saman 2,4 W: n kuin TO-220-pohjainen BJT ilman jäähdytyslevyä, mutta ohittaa 15,49 A: n ilman jäähdytyselementti samalla 150 C: n liitoslämpötilalla!

6) Darlingtonin käyttäminen TO-220-kotelossa riittävän kokoisen jäähdytyselementin kanssa voi ohjata lineaarisesti suuria virtoja tarkasti vain muutamalla mA: lla (NPN / PNP) lähtöön / lähtöön. Darlingtonia voidaan käyttää myös pienten virtojen / signaalien vahvistamiseen tarkasti hyvin pienellä vääristymällä niiden suurempien "lineaaristen" alueiden vuoksi (suuri DC-RF-tarkkuussovelluksissa). Darlingtons sopivat erityisen hyvin vakiovirtalähteeksi, jossa kytkentäsyötön ulostulon aaltoilu olisi huolestuttava suunnittelusi kannalta. Tämä on kuitenkin hintaa suurilla 2 V: n tai suuremmilla jännitehäviöillä kollektorin ja emitterin yli, mikä johtaa suuriin tehohäviöihin. BJT: t ovat myös alttiita termiselle pakenemiselle ilman harkittavaa suunnittelua, joka olisi positiivinen lämpötilakerroinlaite.

7) Huolellisella suunnittelulla mosfet voidaan saada toimimaan pienemmällä "lineaarisella" alueella, mutta se haihtaa samanlaiset tehohäviöt kuin BJT toimiessaan tämän "lineaarisen" alueen sisällä. MOSFET-laitteet ovat kuitenkin yleensä negatiivisia lämpötilakerroinlaitteita (ne ovat hieman ylivirtasuojattuja). Ne ovat melko staattisesti herkkiä laitteita (kuten kaikki CMOS: t), joten FET-laitteita käsiteltäessä on noudatettava varotoimia ja ESD-laitteiden oltava paikallaan.

BJT PROs :

• suhteellisen yksinkertainen käyttö, helppo hallita
• halpa
• vaativat vähän tukipiirejä
• DC-radiotaajuus
• ei ESD-herkkä, ei tarvita ESD-varoituslaitteita toimiakseen

BJT MIELET :

• Tehoton
• niillä on suhteellisen suuret tehohäviöt (jäähdytyselementit ovat melkein välttämättömiä)
• Positiivinen tempco voi johtaa lämpövirtaukseen ja tuhoa transistori
• Tarvitset suuren tehon matalan arvon "liitäntälaite" vastuksia rinnakkain

Power MOSFET PROS :

• Hyvin matala RDSon mahdollistaa suuren virran pienitehoisen hukkaantumisen
• porttivirta esiintyy vain portin kapasitanssilatauksen / purkautumisen aikana
• Soveltuu suurten virtatiheyksien kytkentämalleihin, joissa on pienet / ei jäähdytyselementtejä
• voidaan rinnastaa ilman "liitäntälaitteiden" vastuksia (vainkytkentä)
• Loogisen tason porttitehon MOSFET-laitteet, joissa on integroidut portin latauspumppuajurit
• Useimmat ovat negatiivisia temco-laitteita

Power MOSFET CONS:

• Suhteellisen suuri portin kapasitanssi rajoittaa taajuuden tasavirrasta ~ 10 MHz: iin
• Edellyttävät erityisiä porttiohjauspiirejä suurtaajuuksisille / suuritehoisille FET-laitteille
• Erittäin ESD-herkkiä laitteita, jotka edellyttävät ESD-varotoimien hankintaa
• Loogisen tason portti-MOSFET-laitteiden siirtymäajat ovat melko hitaat Ton + Toff = keskim. ~ 44nS (22,7 MHz lähellä ylärajaa) - ei oikeastaan con, ellei MCU-taajuus> ~ 44MHz

Toivottavasti tämä voi paremmin selvittää BJT vs MOSFET -valinnan sopivuuden tiettyyn tehtävään.

Ei, darlington ei anna sinulle enemmän "tehonkäsittelyä" kuin yksi BJT (bipolaarinen liitostransistori, nämä ovat NPN- ja PNP-tyyppejä). Darlington on itse asiassa huono virrankäsittelylle johtuen suuresta jännitehäviöstä, kun se on päällä. Tämä aiheuttaa paljon enemmän hajoamista samalla virralla kuin yksi BJT.

Darlingtonin ainoa etu on, että sen nykyinen voitto on paljon suurempi kuin yksittäinen BJT. Se on käytännössä kahden Darlingtonin muodostavan BJT: n voitto kerrottuna yhdessä. Tästä voi olla hyötyä vaihdettaessa matalaa virtaa, jota ohjataan suurilla impedanssisignaaleilla, etkä tarvitse suurta nopeutta.

On muitakin tapoja aloittaa korkean impedanssin signaalilla ja antaa riittävästi virtaa yhden BJT: n ajamiseksi kytkentäelementti.

Mitä tulee MOSFETien ja BJT: iden väliseen eroon, kullakin on etuja ja haittoja. BJT: tä ohjataan matalalla jännitteellä. Mitä tahansa BJT: tä voidaan käyttää logiikkatason jännitteillä. FET: t ovat jänniteohjattuja, ja kaikki paitsi jotkut suhteellisen matalajännitteiset FET: t (enintään 30 V tai enemmän), tarvitsevat 10-12 V: n porttikäytön. Se vaatii erityisen FET-ohjainsirun tai -piirin FET: n ohjaamiseksi tyypilliseltä logiikkatason signaalilta.

Sekä BJT: t että FET: t voivat käsitellä huomattavaa tehoa oikeissa tapauksissa.BJT: t näyttävät enemmän jännitelähteiltä, kun ne ovat päällä, ja FET: t enemmän kuin vastus.Kumpi häviää vähemmän virtaa, riippuu FET: n virrasta ja Rdsonista.Muutaman ampeerin ja 10 voltin jännitteellä FET: t ovat tehokkaampia, koska nykyisin Rdson on pienempi kuin jopa 200 mV jopa hyvin kyllästetyssä BJT: ssä.FET-jännitteen pudotus nousee lineaarisesti virran kanssa.BJT: n jännitehäviö alkaa korkeammalla, mutta nousee vähemmän kuin lineaarisesti virran kanssa.Suurilla virroilla BJT voi pudottaa vähemmän jännitettä.Myös FET-laitteilla, joiden on kestettävä suurempia jännitteitä, on korkeampi Rdson, joten BJT: t näyttävät paremmalta sopimukselta suuremmilla virroilla ja jännitteillä.Kun hajaantuminen ja muutama 100 mV: n pudotus ei ole iso ongelma, se tulee alas hinnasta, jossa BJT: t ovat yleensä parempia vastaavan jännitteen ja virran saamiseksi.

Pienjännitepiirin on myös (yleensä) vaikeampaa ajaa FET: itä kuin BJT: t (yleensä.) on "jännite FET: lle - mikä vaatii jonkin verran hanky-pankyä, jos ajaa sitä 3,3 V: n laitteella. Tai jotkut FET: t vaativat Vgs: n vetämisen negatiiviseksi sammuttaakseen.

BJT tarvitsee jonkin verran virtaa, ~ 0,7 V tai ~ 1,4 V Darlingtonille - eikä ylimääräistä ohjainpiiriä ohjausjännitteiden tuottamiseksi ulos mikro: n toiminta-alue.

Tämä ei koske kaikkia tapauksia, mutta se koskee riittävästi tapauksia, jotta vastaus olisi joskus.

b degnanin pisteiden lisäksi, jos sekä FET että BJT ovat esijännitetyt kylläisyydessä erittäin suurivirtaisten kuormitusten ajamiseksi, BJT voi olla tehokkaampi. Palautetaan mieleen, että tehohäviö tyhjenemisestä lähteeseen kyllästetyssä FET: ssä antaa I ^ 2 * Rdson, jossa tehohäviö kyllästetyssä BJT: ssä kuristimesta emitteriin antaa I * Vjunction; jälkimmäinen skaalaa lineaarisesti virralla, missä edellinen skaalaa kvadraattisesti . Kun virrat ovat pieniä, FET on tyypillisesti tehokkaampi, varsinkin kun Rdson on tyypillisesti matalampi kuin Vjunction matalilla virroilla, mutta riippuen kyseessä olevista yksittäisistä laitteista ja esijännitysolosuhteista, jotka voivat muuttua kuormavirran kasvaessa.

On myös mahdollista, että syy ei ole siitä, mikä on parasta tälle piirille, mutta mikä on parasta kaikille piireille, joita insinööri odottaa tarvitsevansa. BJT: t mahdollistavat hieman enemmän joustavuutta ja uudelleenkäyttöä; jos löydät tapauksen, jossa haluat luokan A vahvistimen luokan D sijasta, BJT toimii todennäköisesti paremmin kuin FET. Tällä ei voi olla merkitystä, jos et suunnittele paljon piirejä tai jos kilpailu tuotteestasi on niin kovaa, että teknisten ominaisuuksien tai kustannusten pieni etu on kriittinen, mutta muuten pystyt käyttämään osia uudelleen ja siten vähemmän osia, joita sinun on varastossa / lähde / säilytettävä taulukoissa, voi säästää aikaa, vaivaa ja rahaa verrattuna ainutlaatuisiin parhaisiin osiin kussakin tapauksessa.

Useissa Arduino-esimerkeissä näet ihmisiä, jotka käyttävät liitostransistoreita moottorin virran saamiseksi. Tässä tapauksessa hän käyttää esimerkiksi Darlington-transistoria ... Onko mitään syytä käyttää muuta kuin MOSFETiä (ellei sinulla yksinkertaisesti ole sellaista ja sinulla on toinen tyyppi?)

Hän ei todennäköisesti tiedä mitään parempaa. Darlington-transistorit ovat vanha tekniikka, joka on suurelta osin korvattu. Niillä on korkea jännitehäviö (tyypillisesti 1,1 V vähintään , kun taas hyvän FET: n pitäisi pudota alle 0,2 V), heikko virran kantokyky ja hidas kytkentänopeus. Toisin kuin MOSFET, bipolaarisissa transistoreissa ei ole sisäänrakennettuja runkodiodeja, joten siltapiirissä tarvitaan ulkoisia flyback-diodeja induktiivisen back-emf: n käsittelemiseksi. En voi ajatella mitään hyvää syytä käyttää sitä Arduinon kanssa.

Mutta harrastajat käyttävät silti niitä, koska ne vain kopioivat vanhoja piirejä eivätkä tiedä, että parempia vaihtoehtoja on saatavilla. Vastaavasti näet ihmisiä, jotka yrittävät käyttää ULN2003- tai L298-moottoria moottoreiden ohjaamiseen useilla ampeereilla tai muinaisilla FET-laitteilla, kuten IRF540, jotka tarvitsevat 10V Gate -taajuusmuuttajan. Sitten he käyttävät hitaasti palautuvaa 1N4004-tasasuuntaajaa paluudiodina!

Lyhyesti sanottuna, älä oleta, että jokin Internetissä löytämäsi amatööriprojekti on suunniteltu oikein, riippumatta siitä, kuinka houkutteleva verkkosivu näyttää ...

No, MOSFETit ovat parempia kuin BJT: t (voit etsiä itse etuja ja haittoja itse).

Sinun tapauksessasi ei, Darlingtonin pari-IC: tä ei vaadittu lainkaan. Moottorin koko oli melko pieni, joten se ei koskaan vedä yli 100 mA: n huippua. Yksi BJT (BC547) olisi tuottanut saman vaikutuksen.

Jos haluat vastata kysymykseesi, se on itse asiassa suunnittelupäätös, löytäminen tasapaino kustannusten ja tehokkuuden välillä.

BJT: t ovat aina huomattavasti halvempia kuin MOSFET. Joten pienissä sovelluksissa ja pienissä projekteissa, kuten mainitsemassasi linkissä, kuorma ei koskaan vetäisi yli 100 mA, joten halpa BC547 olisi parempi vaihtoehto kuin MOSFET, joka pystyy käsittelemään enemmän kuin paria ampeeria (yleinen tapaus), mutta se on kalliimpaa.