Bingung soal operasi transistor

Saya mencoba menggunakan transistor BC108A ( datasheet ) sebagai saklar untuk catu daya 12V menggunakan pin 5V digital out pada papan Arduino Uno.

Saya telah menghubungkan kolektor suplai 12V, pangkalan ke pin 5V pada Arduino dan emitor ke ground melalui multimeter.

Berikut adalah gambar pengaturan: Di mana merah multimeter ke tanah, 5V biru dan 12V putih.

Saya pikir ini akan menghasilkan 12V mengalir keluar dari emitor ketika basis tinggi dan tidak ada yang mengalir keluar dari emitor ketika basis menjadi rendah.

Namun multimeter saya melaporkan 6.1V dari emitor.

Saya pikir saya sudah mendapatkan pin, jadi saya tidak mengerti hasil ini.

Adakah yang bisa menjelaskan hasil ini? Saya baru di bidang ini sehingga mungkin saya mendapat sesuatu yang dasar yang sama sekali salah ...

Anda mendapatkan pengaturan yang salah: hubungkan emitor ke ground dan tambahkan beberapa resistor.

Persimpangan basis-emitor seperti dioda, dan basis akan 0,7 V lebih tinggi dari emitor. Jika Anda hanya menerapkan 5 V untuk itu Anda semacam membuat hubungan pendek: tidak ada hambatan antara 5 V dan 0,7 V. Menambahkan resistor 2 kΩ akan membatasi arus sesuai Hukum Ohm:

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

Maka arus kolektor akan menjadi kelipatan dari itu. Jika itu 100 kali (Anda dapat menemukan nilai dalam lembar data BC108 sebagai$H_{21E}$, yang tidak digunakan siapa pun , semua orang membicarakannya$H_{FE}$) maka arus kolektor akan menjadi 215 mA, 100 kali arus basis.

Tetapi transistor Anda akan sia-sia: ia akan selalu memiliki 12 V di kolektor, tidak peduli apa arus. Dan itu akan menjadi panas: 12 V di atasnya dan 215 mA melalui itu 2,58 W !! Terlalu banyak untuk yang miskin. Jadi tambahkan resistor antara kolektor dan 12 V:

(Di sini kita juga memiliki LED, tetapi kita dapat melakukannya hanya dengan resistor 1 kΩ.)

Kami memiliki arus kolektor 215 mA, yang akan menyebabkan penurunan tegangan pada resistor 215 mA $\times$1 kΩ = 215 V !, menurut Hukum Ohm. Tapi itu tidak mungkin, kami hanya memiliki 12 V dan 12 V melintasi resistor akan menyebabkan arus 12 mA, tidak lebih dari itu. Jadi resistor membatasi arus, bahkan ketika transistor akan mencoba menarik lebih banyak.

Jika kita akan meningkatkan R2 menjadi 100 kΩ maka arus basis akan 50 kali lebih kecil, atau 43 $\mu$A, dan arus kolektor akan 100 kali lipatnya, atau 4,3 mA. Kemudian penurunan tegangan R1 akan menjadi 4,3 mA$\times$ 1 kΩ = 4.3 V. Jadi kolektor akan 4.3 V lebih rendah dari 12 V, atau berada di 7.7 V.

Jadi dengan memilih arus basis yang tepat, Anda dapat membuat voltase tertentu pada kolektor, dan ketika arus basis terlalu tinggi, tegangan kolektor akan mencapai nol.

Catatan
Anda dapat membuat sirkuit seperti yang Anda lakukan, dengan resistansi antara emitor dan ground, tetapi resistansi tersebut harus jauh lebih kecil daripada multimeter, yang seringkali 10 MΩ; nilai 100 Ω akan sering dilakukan. Bahkan kemudian itu bukan sirkuit yang baik di sini, karena tegangan emitor seharusnya tidak pernah lebih tinggi dari 4.3 V (5 V in - 0.7 V base-emitor). Anda tidak akan pernah memiliki 12 V di sana, dan saya bahkan tidak dapat menjelaskan bahwa Anda memiliki tegangan lebih tinggi dari 4,3 V.

sunting

"Saya sedang memikirkan multiplexing empat display saya dengan meletakkan transistor sebelum setiap anoda umum dan kemudian menghubungkan semua 32 segmen katoda ke 8 transistor."

Ini akan bekerja dengan baik. Apa yang saya jelaskan adalah driver untuk satu segmen. Hubungkan semua katoda untuk segmen yang sama dari display yang berbeda bersama-sama, dan gunakan 8 output untuk menggerakkan 8 transistor.

Maka Anda perlu sesuatu untuk melangkah dari satu tampilan ke yang berikutnya.

Itu akan menjadi bagian dari sirkuit di sekitar Q1 dan Q2 (Q3 adalah driver segmen). Q1 adalah transistor PNP, yang akan sumber arus ke segmen 1 layar, sehingga Anda akan membutuhkan 4 dari mereka, ditambah bagian sekitarnya (Q2, R1, R2 dan R3). Q1 akan sumber arus ke kolektornya jika ada arus dari emitor (12 V) ke pangkalan. Kami mendapatkan arus dengan mengaktifkan Q2, sebuah transistor NPN seperti yang kita lihat sebelumnya. Jadi jika Anda membuat "Tampilan 1" tinggi akan mengalir arus dari 12 V melalui basis emitor Q1 dan kolektor R2 ke Q2. Anda dapat menggunakan BC807 untuk Q1.
Catatan: Saya akan membuang BC108. Itu adalah binatang buas tua, dan Digikey, yang menjual segalanya, bahkan tidak mencantumkannya. Alternatif: BC337; tinggi$H_{FE}$ pilihan yang tersedia, dan arus maksimum 500 mA.