Ich bin mir jetzt nicht völlig sicher, ob ich hier in diesem Unterforum richtig bin, aber ich probiers jetzt einfach mal:
Ich mache gerade meine ersten Gehversuche mit dem Arduino und Transistoren und jetzt wollte ich einfach mal die Schaltung aus Starterkit (Projekt 9) mit dem Motor leicht abwandle, so dass ich statt eines Motors drehen eine 12V-20W Halogenbirne leuchten lasse. Ich hab da mal generell eine Frage zu den unterschiedlichen Transistortypen, nur zur Sicherheit, dass ich das richtig verstanden habe. Nicht dass ich was an meinem Arduino kaputt mache...
MOSFET:
Meine Schaltung (Lampe statt Motor) sollte ja mit dem MOSFET (Typ IRF520 http://arduino.cc/documents/datasheets/MOS-irf520npbf.pdf ) klappen, oder?
Generell: MOSFET-Transitoren nehm ich immer, wenn ich größere Ströme steuern oder besser schalten will, oder?
bipolarer Transistor:
Wann nehm ich dann die Bipolar-Transitoren (z.B. Typ BC547 http://arduino.cc/documents/datasheets/BC547.pdf ), die ja auch im Starter-Kit drin sind, aber eigentlich in keinem Starter-Kit-Projekt verwendet werden? Kann man das auch generell sagen: Bipolare Transistoren eher für kleiner Ströme und eher als Verstärker?
Wenn ich z.B. einen BC547 nehme, um meine 12V20W Lampe anzusteuern, dann raucht der wohl ab, weil der zu erwartende Strom von 1,6A wohl etwas zu viel (laut Datenblatt ja eher so bei 100mA) für einen BC547 ist, oder?
Es gibt auch Bipolar-Transistoren für größere Ströme. Andere Typen aus der BC-Reihe (bis ca. 500mA) oder generell die BD-Reihe wenn man Leistung braucht. Aber die sind komplizierter zu handhaben (da man den Basisstrom halbwegs korrekt einstellen muss) und es fällt mehr Spannung an ihnen ab, also werden sie wärmer.
Die kleinen Bipolar-Transistoren kann man z.B. für kleine LEDs oder Relais verwenden (wobei bei letzterem 100mA auch kritisch sein können). Oder um eine 7-Segment-Anzeige zu multiplexen. Oder als Inverter. Da gibt es genug Anwendung wo man mehr als die 40mA eines Arduino Pins braucht oder man den Strom nicht über den Prozessor fließen lassen will (was man generell vermeiden sollte), aber 100mA ausreichen.
Nochmal eine konkrete Nachfrage:
In einer anderen Diskussion hier Hohe Ströme mit Mosfet schalten? - Deutsch - Arduino Forum wird ein IRLZ44N gennant, um hohe Ströme zu steuern. ich hatte ja als Beispiel den IRF520 genannt, weil ich den ja im Starter-Kit gefunden habe.
Der IRLZ44N kann einfach noch höhere Stromstärken als der IRF520, ansonsten geben sich die beiden nichts, oder was ist der Unterschied? Deswegen kostet der IRLZ44N auch ca. 2,- und der IRF520 nur ca. 0,50 was ja auch ein Unterschied ist. Stimmt das?
Könnte ich dann, wenn ich will auch über da einen IRLZ44N verbauen, wo auch ein IRF520 seinen Dienst tut?
FETs mit einem "L" im Namen sind Logic Level Fets. Das heißt sie schalten schon bei 5V komplett durch und fangen eher an zu leiten (die Gate-Source Threshold/Schwell Spannung). Das sieht man auch daran, dass der Drain-Source-Widerstand RDS(on) für 5V definiert ist.
Normale FETs brauchen eine Gate-Source-Spannung von 8-10V um ihren niedrigsten Widerstand zu erreichen. Die Leiten auch schon vorher und bei kleinen Strömen kann man die u.U. auch mit 5V betreiben, aber nicht wenn man wirklich Leistung braucht.
Und bei Reichelt gibt es den IRLZ44 für 61 Cents. Sicher auch bei anderen Versendern. Es gibt auch bessere Logic FETS mit noch niedrigerem Widerstand (die kann man dann sogar ungekühlt mit zig Ampere betreiben), aber da wird es dann tatsächlich teurer.
Deswegen kostet der IRLZ44N auch ca. 2,- und der IRF520 nur ca. 0,50 was ja auch ein Unterschied ist. Stimmt das?
Könnte ich dann, wenn ich will auch über da einen IRLZ44N verbauen, wo auch ein IRF520 seinen Dienst tut?
Ja, der IRLZ44 ist "besser". ( Wenn es dir nicht auf VDS = 100V statt "nur" 60V ankommt )
Und sogar pinkompatibel, so dass du ihn problemlos gegen deinen vorhandenen IRF520 austauschen kannst.
Vergleiche die Datenblätter:
Insbesondere, wenn du nur eine Gate Spannung von 5V hast, kommt dein IRF520 auf keine 3A ID und wird wohl deutlich wärmer.
Dein IRF520 sollte evtl. über einen kleinen Transistor 10V GateSpannung kriegen, um voll durchzuschalten.
Das braucht ein LogicLevel MOSFET wie der IRLZ44 nicht.
Zweites hat eine Glühlampe und noch mehr eine Halogenlampe einen rießigen Einschaltstrom. Bis zum 10 Fachen des Nennstromes.
Frage: was wird schneller heiss: Die Halogenlampe, die nach dem Aufheizen nur noch ihren Nennstrom zieht, oder der MOSFET, der kurzzeitig auch hohe Ströme verträgt. Genauer:
Wie liest man "Fig. 11 - Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case" in diesem Datemblatt für einen IRF520 ?
Bei "Absolute Maximum Rating" ist was von 37A zu sehen. Würde das z.B. für eine 20W HalogenLampe an 12V, die im Normalbetrieb keine 2A zieht, reichen ? ( Wenn VGS auf >10V hochgezogen wird )
Bei diesen <2A und RDSon = 0.27Ohm würde am MOSFET ca. 1W verheizt, da sollten sich doch zusätzliche Kühlung eines TO220 Gehäuse nicht zu aufwendig gestalten (einfach freistehend ohne extra Kühlkörper/ Ventilation), oder ?
Also ich habs einfach mal mit meinem IRF520 ausprobiert und es hat geklappt. Ok ich bin mal vorsichtshalber nur bis zu einer Stromstärke von 1,4A gegangen, weil ich keine Kühlkörper übrig habe, aber bis dahin hat es (kurzzeitig) super funktioniert.
Was meint denn der Uwe damit, wenn er sagt, dass der IRF520 bei 5V "nicht voll durchschaltet"?
Oder der Serenifly, damit wenn er sagt, dass man den IRF520 nicht mit 5V betreiben sollte, wenn mal Leistung braucht?
Und warum packen die Jungs hier von dem Shop den IRF520 mit ins Start-Packet rein, wenn er eigentlich nicht für den Arduino so supergut geeignet ist? (Na gut für das Motor-Drehen von Projekt 09 aus dem Starter-Pack reicht er ja wohl aus...)
Der Transistor hat einen bestimmten Drain-Source-Widerstand. Den niedrigsten Wert erreicht er aber erst bei UGS = 15V. Und die 27mOhm Widerstand gelten nur für 10V. Logic Level Typen haben den für 5V definiert.
Für Ströme bis 2A geht das Ding noch. Das reicht für vieles. Aber halt nicht alles. Außerdem wird er eventuell heiß. Das ist nicht unbedingt schlecht, solange es sich in Grenzen hält, aber stört eventuell. Muss man ausprobieren.
