Для усиления сигнала с вывода микроконтроллера часто используют схемы на транзисторах. На рисунке ниже показана классическая схема усиления сигнала с вывода микроконтроллера для управления реле:
Резистор R1 предназначен для ограничения тока, протекающего через базу транзистора. В такой схеме транзистор работает в ключевом режиме, то есть он либо открыт, либо закрыт.
Резистор R2 предназначен для гарантированного запирания транзистора в том случае, когда на входе Vin отсутствует сигнал, то есть вывод микроконтроллера находится в состоянии с высоким входным сопротивлением.
Такое состояние появляется на всех выводах, когда микроконтроллер находится в состоянии сброса. А перейти в состояние сброса микроконтроллер может по разным причинам.
Например, если напряжение питания уходит ниже допустимой границы, то в микроконтроллере срабатывает система мониторинга питания и микроконтроллер переходит в состояние сброса.
Или если в системе предусмотрена кнопка сброса, то при ее нажатии микроконтроллер так же перейдет в состояние сброса и будет оставаться в этом состоянии, пока кнопка нажата.
В общем, в ответственных системах, резистором R2 пренебрегать не стоит.
В итоге получается, что для реализации простой классической схемы с усилением на транзисторе, работающим в ключевом режиме, нужно на плату устанавливать сразу 3 компонента: R1, R2 и VT1
А так как такая схема часто используется на практике, поэтому появились компоненты, которые совмещают в себе три компонента R1, R2 и VT1
Такой компонент получил название цифровой транзистор, хотя по-русски можно было бы назвать и сборкой с биполярным транзистором. В англоязычной литературе такие сборки так и называют digital transistor — цифровой транзистор. Иногда в скобках в документации уточняется with built-in resistors.
В некоторых моделях резистора R2 может не быть. А вместо биполярного транзистора может применяться полевой.
На схемах цифровые транзисторы чаще всего обозначаются как совмещенные в одном корпусе компоненты:
Я с некоторых пор начал очень часто использовать цифровые транзисторы для управления различными нагрузками, которые допускают управление в ключевом режиме, то есть в режиме включено/выключено.
При использовании цифровых транзисторов схема подключения и количество используемых компонентов уменьшается, а надежность увеличивается.
Мой любимый цифровой транзистор это биполярный DTD114EK
структуры npn.
Транзистор может работать с напряжениями до 50В и током нагрузки до 500 мА. Идеально подходит для подключения к микроконтроллерам с рабочим напряжениями от 3 до 5 В.
Транзистор выпускается только в SMD корпусе. Корпус SOT-346. Такой корпус по размеру чуть больше корпуса SOT-23. Это нужно учесть при разработке печатной платы.
На рисунке ниже слева впаян транзистор DTD114EK в корпусе SOT-346, а справа для примера я приложил транзистор BC817 в корпусе SOT-23, что бы были видны различия в размерах корпусов.
На aliexpress его можно найти по запросу DTD114EK. Обычно продаются лоты по 100 штук за $5.
Документацию на DTD114EK можно скачать по этой ссылке