Come scegliere un interruttore?

Sembra che ci siano circa 4 principali varianti di transistor e quindi ci sono versioni NPN / PNP. Ci sono anche relè, SCR e TRIAC.

Quando ho bisogno di un interruttore controllato da microcontrollore, quali regole empiriche dovrebbero guidarmi nella scelta? Ci sono alcuni comuni che le persone amano tenere in giro per l'uso quando non ci sono specifiche ad alte prestazioni particolari?

Mi piacerebbe imparare le regole generali in modo da non finire con Google 37 varianti della stessa domanda.

Per un esempio concreto, l'applicazione per cui sto scegliendo in questo momento prevede la guida di un cicalino da 5 V, 160 mA (media 80 mA con ciclo di lavoro del 50%), 3,1 kHz con un'uscita da un MCU da 3,3 V che può assorbire 8 mA o sorgente 4 mA.

I transistor bipolari e i FET funzionano più o meno allo stesso modo sul lato di uscita quando li si utilizza come interruttori in applicazioni a bassa potenza come è stato menzionato. Entrambi sono disponibili in due versioni per realizzare interruttori lato alto o lato basso. Il bipolare NPN e il FET del canale N sono gli interruttori del lato inferiore, mentre il bipolare PNP e il FET del canale P sono gli interruttori del lato alto.

La differenza tra bipolare e FET è principalmente il modo in cui sono accesi e spenti. I bipolari vengono attivati ​​eseguendo un po 'di corrente attraverso la base. Ciò consente a una corrente molto maggiore di fluire attraverso il collettore. Il rapporto tra la corrente del collettore e la corrente di base è il guadagno del transistor. I FET sono controllati dalla tensione anziché dalla corrente. Un MOSFET di base del canale N potrebbe richiedere 12-15 volt sul gate per essere completamente acceso, con 0 V completamente spento. Esistono cose chiamate FET a "livello logico" che possono alternare tra accensione e spegnimento abbastanza bene da essere pilotate direttamente dalle uscite logiche da 3,3 V o 5 V.

Non condividerò Starblue e dirò che per applicazioni di commutazione molto semplici per uso hobbistico, ottenere una manciata di FET di buon livello logico come IRLML2502. Avranno un costo di 10 centesimi ciascuno, ma sono molto appannanti purché tutto sia limitato a 20 V. Non vorrei certo iniziare con quello per un volume progettato da un professionista, ma se vuoi solo iniziare con una risposta che soddisfi le esigenze, questa è una buona prima parte a cui abituarti.

Quando sei pronto a sperimentare con i bipolari, ottieni 100 ciascuno di 2N4401 e 2N4403. Sono sporchi a buon mercato, ampiamente disponibili e abbastanza robusti per le loro dimensioni. Andrebbero anche bene per commutare carichi da 200mA, ma devi sapere un po 'di più per usarli bene. Non puoi semplicemente collegarli direttamente a un microcontrollore in un'applicazione di commutazione.

Preferisci la soluzione più semplice ed economica.

Se un transistor NPN può fare il lavoro, usalo. Per il tuo cicalino potresti usare un piccolo transistor NPN di potenza. I transistor NPN di piccolo segnale sono per correnti inferiori a circa 100 mA, piccola potenza fino a circa 1A.

Se questo non è abbastanza potente, considera un MOSFET.

Relè, SCR (tiristori) e triac sono più utili per la commutazione di tensioni più elevate.