Confuso sul funzionamento del transistor

Sto cercando di utilizzare un transistor BC108A ( scheda tecnica ) come interruttore per un alimentatore da 12 V utilizzando i pin di uscita digitale da 5 V su una scheda Arduino Uno.

Ho collegato il collettore all'alimentazione 12V, la base al pin 5V sull'Arduino e l'emettitore a terra tramite un multimetro.

Ecco un'immagine della configurazione: Transistor BC108A dove il rosso è il multimetro a terra, il blu 5V e il bianco 12V.

Ho pensato che questo avrebbe comportato il deflusso di 12V dall'emettitore quando la base era alta e nulla scorreva dall'emettitore quando la base era stata abbassata.

Tuttavia il mio multimetro riporta 6.1V dall'emettitore.

Penso di aver capito i perni, quindi non capisco questi risultati.

Qualcuno può spiegare questi risultati? Sono nuovo in questo campo, quindi è possibile che abbia qualcosa di totalmente sbagliato ...

arduino transistors npn

— monoceres
fonte

Hai una configurazione sbagliata: collega l'emettitore a terra e aggiungi alcuni resistori.

La giunzione emettitore di base è come un diodo e la base sarà 0,7 V più alta dell'emettitore. Se dovessi semplicemente applicare 5 V ad esso, stai creando un corto circuito: non c'è resistenza tra 5 V e 0,7 V. L'aggiunta di una resistenza da 2 kΩ limiterà la corrente secondo la Legge di Ohm:

$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{5 V - 0.7 V}{2 k\Omega} = 2.15 mA$

Quindi la corrente del collettore sarà un multiplo di quello. Se questo è 100 volte (puoi trovare il valore nel foglio dati del BC108 come , che è un nome che nessuno usa, tutti parlano di ) quindi la corrente del collettore sarà 215 mA, 100 volte la corrente di base. $H_{21E}$ $H_{FE}$

Ma il tuo transistor sarà inutile: avrà sempre 12 V sul collettore, indipendentemente dalla corrente. E diventerà caldo: 12 V attraverso di essa e 215 mA attraverso di essa è 2,58 W !! Troppo per i poveri. Quindi aggiungi un resistore tra collettore e 12 V:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

(Qui abbiamo anche un LED, ma possiamo fare solo con la resistenza da 1 kΩ.)

Avevamo una corrente di collettore di 215 mA, che avrebbe causato una caduta di tensione sul resistore di 215 mA 1 kΩ = 215 V !, secondo la Legge di Ohm. Ma è impossibile, abbiamo solo 12 V e 12 V attraverso la resistenza causeranno una corrente di 12 mA, non di più. Quindi il resistore limita la corrente, anche quando il transistor proverà a disegnare di più. $\times$

Se aumentassimo R2 a 100 kΩ, la corrente di base sarà 50 volte più piccola, o 43 A, e la corrente del collettore sarebbe 100 volte superiore, o 4.3 mA. Quindi la caduta di tensione attraverso R1 sarà 4,3 mA 1 kΩ = 4,3 V. Quindi il collettore sarà 4,3 V inferiore a 12 V o sarà a 7,7 V. $\mu$ $\times$

Quindi, scegliendo la corrente di base corretta, è possibile creare una certa tensione sul collettore e quando la corrente di base è troppo alta, la tensione del collettore andrà completamente a zero.

Nota
È possibile fare un circuito come avete fatto, con una resistenza tra emettitore e terra, ma poi la resistenza dovrebbe essere molto più piccola del multimetro, che è spesso 10 MW; un valore di 100 Ω lo farà spesso. Anche allora non è un buon circuito qui, poiché la tensione dell'emettitore non dovrebbe mai superare i 4,3 V (l'emettitore di base da 5 V in - 0,7 V). Non avrai mai 12 V lì, e non posso nemmeno spiegare che hai una tensione superiore a 4,3 V.

modificare

"Stavo pensando di multiplexare quattro dei miei schermi mettendo un transistor davanti a ciascun anodo comune e quindi collegare tutti i 32 catodi a 8 transistor".

Funzionerà benissimo. Quello che ho descritto è il driver per un segmento. Collegare tutti i catodi per gli stessi segmenti dei diversi display insieme e utilizzare 8 uscite per pilotare gli 8 transistor.

Quindi hai bisogno di qualcosa per passare da un display all'altro.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Questa sarà la parte del circuito attorno a Q1 e Q2 (Q3 è il driver di segmento). Q1 è un transistor PNP, che genererà corrente ai segmenti di 1 display, quindi ne occorreranno 4, oltre alle parti circostanti (Q2, R1, R2 e R3). Q1 genererà corrente al suo collettore se c'è una corrente dall'emettitore (12 V) alla base. Otteniamo tale corrente attivando Q2, un transistor NPN come abbiamo visto in precedenza. Quindi, se si imposta "Display 1" in alto, fluirà una corrente da 12 V attraverso l'emettitore-base di Q1 e R2 al collettore di Q2. È possibile utilizzare un BC807 per Q1.
Nota: abbandonerei il BC108. È una vecchia bestia, e Digikey, che vende tutto, non lo elenca nemmeno. Alternativa: BC337; selezioni elevate disponibili e corrente massima di 500 mA. $H_{FE}$

— stevenvh
fonte

Grazie, studierò la tua risposta e proverò con resistori adeguati. Una piccola domanda però, avrò un carico di 10-100 mA dopo il transistor (il display a sette segmenti nell'altra mia domanda), cosa devo pensare riguardo a questo?

— monoceri,

@monoceres - Sì, esatto, eri tu con il display. Il LED nello schema rappresenta 1 segmento, anche se nel tuo caso ce ne saranno 4 di fila. Hanno causato una caduta di circa 9 V, giusto? Quindi avrai 3 V rimanenti per R1, quindi 10 mA significa 300 100 mA è 30 , ma nota che il display non può avere così tanto continuamente, quindi scegli 300 . Anche una corrente di base mA è più che sufficiente per ottenere i 10 mA, quindi scegli ad esempio 4,7 k per R2. Quindi sarà R1 a limitare la corrente, non il transistor.

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

— Stevenvh,

La misurazione @stevenvh tra Vcc ed emettitore può causare la misurazione nella nota. O quello o scambiando l'emettitore di fine collettore.

— jippie,

@jippie - No, sto piuttosto pensando alla corrente di dispersione di . 6,1 V su 10 M è 610 nA, che sembra un valore realistico.

I_{C E O}

$I_{CEO}$

Ω

$\Omega$

— Stevenvh,

Acuto. Punto preso, ma non è possibile verificarlo nel foglio dati.

— jippie,