Смущен работой транзистора

Я пытаюсь использовать BC108A ( техническое описание ) транзистор в качестве выключателя для источника питания 12V , используя 5V Цифрового выхода контактов на плате Arduino Uno.

Я подключил коллектор к источнику питания 12 В, основание к выводу 5 В на Arduino, а эмиттер к земле через мультиметр.

Вот изображение установки: где красный мультиметр на землю, синий 5V и белый 12V.

Я думал, что это приведет к тому, что 12В будет вытекать из излучателя, когда основание находится высоко, и ничего не вытекает из излучателя, когда основание поворачивается низко.

Однако мой мультиметр сообщает о 6.1V от эмиттера.

Я думаю, что я понял, булавки, поэтому я не понимаю эти результаты.

Кто-нибудь может объяснить эти результаты? Я новичок в этой области, так что, возможно, у меня что-то совсем не так ...

У вас неправильная настройка: подключите эмиттер к земле и добавьте несколько резисторов.

Соединение база-эмиттер похоже на диод, и база будет на 0,7 В выше, чем эмиттер. Если вы просто подадите на него 5 В, вы создадите короткое замыкание: сопротивление между 5 В и 0,7 В отсутствует. Добавление резистора 2 кОм ограничит ток в соответствии с законом Ома:

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

Тогда ток коллектора будет кратен этому. Если это 100 раз (вы можете найти значение в спецификации BC108 как$H_{21E}$это имя никто не использует, все говорят о$H_{FE}$) тогда ток коллектора составит 215 мА, что в 100 раз превышает базовый ток.

Но ваш транзистор будет бесполезен: он всегда будет иметь 12 В на коллекторе, независимо от того, какой ток. И он нагреется: 12 В на нем и 215 мА на нем - 2,58 Вт !! Слишком много для бедноты. Поэтому добавьте резистор между коллектором и 12 В:

(Здесь у нас также есть светодиод, но мы можем сделать только с резистором 1 кОм.)

У нас был ток коллектора 215 мА, который вызывал падение напряжения на резисторе 215 мА $\times$1 кОм = 215 В !, согласно закону Ома. Но это невозможно, у нас только 12 В, а 12 В на резисторе вызовут ток 12 мА, не более того. Таким образом, резистор ограничивает ток, даже когда транзистор будет пытаться привлечь больше.

Если мы увеличим R2 до 100 кОм, тогда базовый ток будет в 50 раз меньше, или 43 $\mu$А, и ток коллектора будет в 100 раз больше, или 4,3 мА. Тогда падение напряжения на R1 составит 4,3 мА$\times$ 1 кОм = 4,3 В. Таким образом, коллектор будет на 4,3 В ниже, чем 12 В, или будет на 7,7 В.

Таким образом, выбрав правильный базовый ток, вы можете создать определенное напряжение на коллекторе, и, когда базовый ток будет слишком высоким, напряжение на коллекторе упадет до нуля.

Примечание.
Вы можете сделать цепь, как вы, с сопротивлением между эмиттером и землей, но тогда сопротивление должно быть намного меньше, чем у мультиметра, что часто составляет 10 МОм; значение 100 Ω будет часто делать. Даже в этом случае это не очень хорошая схема, так как напряжение эмиттера никогда не должно превышать 4,3 В (базовый эмиттер 5 В в - 0,7 В). Там у вас никогда не будет 12 В, и я даже не могу объяснить, что у вас более высокое напряжение, чем 4,3 В.

редактировать

«Я думал о мультиплексировании четырех моих дисплеев, устанавливая транзистор перед каждым общим анодом, а затем подключая все 32 сегментных катода к 8 транзисторам».

Это будет работать нормально. Я описал драйвер для одного сегмента. Соедините все катоды для одинаковых сегментов разных дисплеев и используйте 8 выходов для управления 8 транзисторами.

Тогда вам нужно что-то, чтобы перейти от одного дисплея к другому.

Это будет частью схемы вокруг Q1 и Q2 (Q3 является драйвером сегмента). Q1 - это PNP-транзистор, который будет подавать ток на сегменты 1 дисплея, поэтому вам потребуется 4 из них, а также окружающие части (Q2, R1, R2 и R3). Q1 будет подавать ток на свой коллектор, если есть ток от эмиттера (12 В) к базе. Мы получаем этот ток, активируя Q2, NPN-транзистор, как мы видели ранее. Таким образом, если вы установите «Display 1» высоко, то ток будет течь от 12 В через базу эмиттера Q1 и R2 к коллектору Q2. Вы можете использовать BC807 для Q1.
Примечание: я бы бросил BC108. Это старый зверь, а Digikey, который продает все, даже не перечисляет его. Альтернатива: BC337; высокая$H_{FE}$ возможен выбор и максимальный ток 500 мА.