Переключение 9 В с использованием NPN-транзистора и Arduino

Прежде всего, я бы хотел сказать, что я не инженер-электрик, поэтому, пожалуйста, потерпите меня. У меня нет эскиза того, чего я пытаюсь достичь, но, надеюсь, я смогу объяснить это хорошо.

У меня есть NPN-транзистор (в частности, 2n2222), и я делаю следующее.

• Подключите 9В батарею к транзисторному коллектору
• Подключите транзисторную базу к выходному контакту ШИМ Arduino (1k транзистор между ними)
• Соедините землю батареи 9V с землей Arduino
• Записать цикл for (i = 0-255), который увеличивается на 1 каждые 100 мс, и выполнять аналоговый ввод (PWMOutputPin, i)

Затем я беру мультиметр, чтобы измерить напряжение между землей и плечом эмиттера, и я получаю значения в диапазоне 0-4,5 В, в то время как батарея имеет напряжение около 7,68 В, измеряя его напрямую.

Я думал, что цель транзистора - передать полное напряжение между коллектором и эмиттером при условии, что на базу подается достаточное напряжение. Это правильно? Я делаю что-то неправильно?

Схема, которую вы описываете, является повторителем эмиттера - напряжение эмиттера соответствует напряжению базы и всегда составляет около 0,7 вольт от базы. Транзистору все равно, где, по вашему мнению, «земля», его работа зависит только от напряжений между его выводами.

Если вы заземлите эмиттер и поместите нагрузку между коллектором и положительным источником питания, вы сможете очень близко подойти к напряжению питания на нагрузке при высоком выходе Arduino. У вас должен быть резистор 1 кОм или около того между выходным контактом Arduino и базой транзистора, чтобы ограничить ток базы и нагрузку выходного контакта Arduino.

То, что вы делаете, это «переключение высоких сторон». Напряжение на базе и на земле намного ниже, чем на коллекторе и на земле, поэтому вы переключаетесь, за исключением падения на транзисторе. Поскольку падение напряжения на базе и эмиттере (V _BE ) обычно составляет 0,6 при насыщении, вы видите напряжение от Arduino (приблизительно 5 В) за вычетом этого падения.

Поскольку вы используете устройство N-типа, вы хотите выполнить «переключение на низкую сторону». Излучатель привязан к земле, а напряжение измеряется между источником питания и коллектором.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

R1 должен иметь такой размер, чтобы пропускать достаточный ток для насыщения транзистора, не позволяя V _BE вызывать слишком сильное падение напряжения питания.

Если вы все еще хотите выполнить переключение высокого напряжения на стороне высокого напряжения, вам следует вместо этого переключиться на устройство P-типа и поместить устройство N-типа перед ним, чтобы переключить его.

^{смоделировать эту схему}