MOSFET o bipolar para accionar una electroválvula?

Me temo que no estoy de acuerdo con las conclusiones de Matt.

Puede encontrar BJT con voltajes de saturación bajos. Una búsqueda rápida en Digikey arrojó este . A 1 A, el voltaje de saturación suele ser de 45 mV, lo que equivale a un FET con un$R_{DS(ON)}$de 45 mΩ. No está nada mal para un BJT.
E incluso los 200 mV que Matt utiliza como valor típico no suponen ningún problema: a 0,67 A, son 130 mW, y la "gran cantidad de energía desperdiciada" después de un año de funcionamiento continuo es de 1,17 kWh. Para el NSS60601MZ4 eso es 0,26 kWh. No es lo que yo llamo "mucho".

El problema está en otra parte. El mínimo$h_{FE}$de 120 a 1 A se especifica para un$V_{CE}$de 2 V, es decir, el transistor no está en saturación. Los 45 mV son para una corriente base de 100 mA y una corriente de colector de 1 A. Ahora eso es lo que yo llamo un desperdicio: los 100 mA no fluyen a través de la carga en absoluto. Si controla el transistor desde un microcontrolador, tendrá el problema de que un microcontrolador no puede generar tanta corriente. Y, finalmente, la hoja de datos señala que los 100 mA son pulsados, por lo que es posible que no pueda hacerlo de forma continua (aunque no pude encontrar un valor máximo para la corriente base).

Ese es el problema con los BJT, especialmente para corrientes superiores a aproximadamente 0,5 A. Y aquí brilla el MOSFET. Corriente de accionamiento: cerca de cero.$R_{DS(ON)}$: lo que quiere pagar, 1 mΩ es posible. Tendrás que mirar el voltaje mínimo de la puerta; para conducir por un microcontrolador, desea una puerta de nivel lógico FET.

Entonces, si los FET son tan buenos, ¿por qué todavía usamos BJT? Costo. Un BJT puede ser un 50 % más barato que un FET. Es así de simple en realidad.

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Scott menciona un Darlington para superar el problema de la corriente de conducción con el BJT. No lo mencioné, y debería haberlo hecho. ¡No porque sea una solución, sino porque no lo es! Un Darlington tiene un voltaje de saturación (mucho) más alto que un BJT común; He visto valores de hasta 4 V como máximo. Pero incluso 1,5 V sería mucho si tiene un suministro de bajo voltaje como 12 V: el voltaje reducido a través del solenoide significa que solo está disponible alrededor del 75 % de los 8 W requeridos, y eso puede ser demasiado poco para activar el solenoide. Además, el transistor disipará 1 W y un Darlington es más caro que un BJT común, por lo que la ventaja de costos tampoco cuenta.

Los BJT hacen cambios terribles. Su Vce es típicamente alrededor de 300mV. Esa es una especificación que está disponible en la hoja de datos. Los MOSFET suelen tener un Rds de menos de 100 mOhms, lo que hace que Vds sea casi insignificante.

En este caso, ¿cuánto le importa que todos los 12 V caigan a través del solenoide? Si eso es importante, un MOSFET es la mejor opción. Un BJT podría manejar la corriente, pero será como si solo estuviera recibiendo 11.7V a través de su válvula solenoide.

Otra consideración es la disipación de potencia, para la misma corriente. En realidad, la corriente BJT será ligeramente inferior debido a Vce.

BJT:

$P_q = I \cdot V = 0.666A \cdot 0.3V = 200mW$

MOSFET

$P_q = I^2 \cdot R_{ds} = (0.666A)^2 \cdot 50m\Omega = 22mW$

El MOSFET es 9 veces más eficiente que el BJT. Eso puede ser importante si el dispositivo en cuestión está en funcionamiento continuo.