NPN-Transistor als Schalter (tatsächliche Spannungswerte)

Erstens sind Sie nicht in Sättigung. Es reicht nicht aus, einfach VB höher als Ve zu haben. Die Sättigung erfordert die Zufuhr von genügend Strom, um den Strombedarf am Kollektor zu übersteigen, den Abfall über VCE zu minimieren und ihn aus dem linearen Bereich herauszunehmen. Es wird ein niedrigerer Basiswiderstand benötigt.

Zweitens müssen Sie Leckströme berücksichtigen. Es wird niemals Null sein, da nichts perfekt ist. 20 mV mögen groß erscheinen, sind es aber nicht wirklich. Aber auch hier würde ein steiferer Pulldown-Widerstand helfen, ihn zu minimieren.

Abhängig von Ihren LEDs fallen Sie also zwischen 4,5 und 7,5 (ish) Volt ab. Unter der Annahme einer Sättigung verbleiben 4,5 bis 7,5 Volt an diesem 120-Ohm-Widerstand. Das ergibt 37 bis 63 mA durch die LEDs - das ist eine Menge für eine typische LED, aber lassen wir das beiseite.

Sie liefern ungefähr 0,8 mA an die Basis des Transistors. Um einen Kollektorstrom von 63 mA zu entwickeln, benötigen Sie einen HFE von 76 bei Sättigung - und das können Sie auf keinen Fall mit einem normalen NPN tun. Ich denke, es gibt vielleicht einige hifalutin' von Diodes, Inc., aber ich müsste nachsehen.

Um einen Transistor aus den 1970er Jahren, wie einen 2N3904 oder einen 2N2222, zuverlässig zu sättigen, müssen Sie einen Basisstrom von etwa 1/10 Ihres Zielkollektorstroms wählen. Beachten Sie, dass die 1/10-Zahl eine Faustregel ist - das Studium des Datenblatts des Transistors, mit dem Sie arbeiten, ist eine gute Idee, aber 1/10 ist ziemlich sicher für die Hobbyarbeit mit Hobbytransistoren. Wenn Sie nicht zu diesen neuen exotischen Typen gehen, bleiben Sie dabei. Um also diese 63 mA zu treiben, müssen Sie 6,3 mA liefern, was bedeutet, dass Sie (12 V - 0,6 V) / (6,3 mA) oder etwa 1800 Ohm benötigen. Sie sind also, wie ich zu meinem Chef sagen würde, „ein bisschen daneben“.

Und - vielleicht möchten Sie die Bewertungen Ihrer LEDs überprüfen. 20 mA sind typisch für nicht so spezielle LEDs. Wenn Sie zu DigiKey gehen und ihre superhellen LEDs (die für 20 mA ausgelegt sind) bekommen, sind 20 mA schmerzhaft hell. 63mA wären nicht gut für sie.

Teilantwort zusätzlich zu den bereits bereitgestellten hervorragenden.

Im abgeschalteten Zustand mit Vbe = 0, wenn Sie versuchen, das Kollektorpotential Q1/Q2 zu messen, spannt der Eingangswiderstand Ihres Multimeters Ihren Diodenstapel vor. Wenn Sie ein "billiges" Messgerät mit einem Rin von 1 MOhm haben, können Sie Ihre Dioden mit Strom in uA vorspannen, wodurch das Kollektorpotential abnimmt. Es gibt auch einen kleinen statischen Sperrverlust durch Q1/Q2. Wenn Sie parallel zu Ihrem Diodenstapel einen 10-kOhm-Pull-up-Widerstand hinzufügen, sollten Sie nahezu "Lehrbuch" -Messwerte beobachten.

Wenn Q1/Q2 umgekehrt eingefügt wurden (Kollektor und Emitter vertauscht), kann der Transistor immer noch im rückwärtsaktiven Bereich mit sehr geringer Stromverstärkung arbeiten ($\beta$). Sie können überprüfen, ob Q1/Q2 in der richtigen Ausrichtung sind.