Warum nimmt mein Transistor Strom von einer Basis auf?

Ich habe einen Transistor (NPN, um genau zu sein, es ist ein SS9014 ). Immer wenn ich 4,5 V durch die Basis lasse, einen Widerstand und eine LED an den Emitter anschließe und die LED an Masse anschließe, leuchtet die LED schwach. Warum wird Strom an die LED übertragen, wenn nichts an den Kollektor angeschlossen ist? Wie kann ich das vermeiden? Hier ist der Schaltplan:

Ich bin eigentlich noch in der High School und möchte Elektrotechnik studieren. Ich weiß, dass dies für Profis einfach erscheinen mag. Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, mir zu helfen.

Der Basis-Emitter-Übergang (BE) eines NPN-Transistors verhält sich wie eine Diode:

Sie haben also im Grunde dieses Ersatzschaltbild:

Wie Sie sehen können, ist Ihre LED in Reihe mit dem Widerstand und der Diode des Transistors (dem BE-Übergang) geschaltet. Durch diesen Stromkreis fließt etwas Strom (abhängig vom Wert Ihres Widerstands), wodurch die LED leuchtet.

Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, ist, wie The Photon sagte, die Verwendung eines MOSFET. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung des NPN-Transistors in der Common-Emitter- Konfiguration:

Aus Ihrem Kommentar :

Eigentlich habe ich die Spezifikationen auf dem Transistor gelesen und der maximale Basiseingang beträgt 5V

Ich kann verstehen, warum Sie denken, Sie sollten die Basis des Transistors von 4,5 V (<5 V) ansteuern. Sie können die Basis jedoch mit einer höheren Spannung betreiben, solange Sie einen Widerstand in Reihe haben. Der als Diode wirkende BE-Übergang weist einen festen Spannungsabfall (typischerweise 0,7 V) auf. Der Rest der Spannung fließt über den Widerstand, wodurch auch der Strom durch den BE-Übergang begrenzt wird.

So funktioniert der Transistor wirklich - kleiner Strom fließt durch Basis-> Emitter und lässt großen Strom durch Kollektor-> Emitter fließen.

Sie sollten den Emitter an Masse anschließen und Widerstand und LED zwischen Kollektor und Spannungsquelle legen.

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Schaltpläne hinzugefügt:

Was Sie gebaut haben, ist eine gemeinsame Kollektorschaltung , und die anderen versuchen bereits, Sie davon zu überzeugen, diese in einen gemeinsamen Emitter umzuwandeln umzuwandeln. Common Emitter eignet sich zwar besser zum Umschalten, aber Common Collector funktioniert auch, wenn Sie einige Dinge beachten.

Während der gemeinsame Emitter weniger als ein Volt benötigt, um den Transistor anzusteuern, benötigt der gemeinsame Kollektor eine höhere Spannung. Wenn die Spannung der LED 2 V beträgt, benötigen Sie mindestens 2,7 V an der Basis, um den geringsten Emitterstrom zu erhalten. Um 20 mA für die LED zu erhalten, benötigen Sie 20 V extra für R1, und das haben Sie nicht, also muss R1 ein niedrigerer Wert sein, wie 50$\Omega$. Dann fallen 20 mA über R1 um 1 V ab, und die Basisspannung muss mindestens 3,7 V betragen. Dann liegt an R2 0,8 V an und der Basisstrom beträgt 800$\mu$EIN.

So geht es nicht. Wir hätten einen berechneten Basisstrom von 800$\mu$A und ein Kollektor- (oder Emitter-) Strom von 20 mA, der eine ergeben würde $\mathrm{H_{FE}}$von 25. Aber wir entscheiden nicht, wie hoch$\mathrm{H_{FE}}$ist, der Transistor tut. Und das sind 280 typisch. Unsere Berechnung ist also falsch.

Sie können R2 weglassen. Dann liegt die Basis bei 4,5 V und der Emitter bei 3,8 V. Bei einem Abfall von 2 V über der LED haben wir 1,8 V für R1, und dann beträgt der Strom 36 mA. Etwas hoch, erhöhen wir R1 wieder auf 90$\Omega$ um unsere 20 mA zurück zu bekommen.

Aber würde es ohne R2 nicht zu viel Basisstrom geben? Um einen Kollektorstrom von 20 mA zu erhalten, haben wir 71$\mu$Ein Basisstrom, dafür sorgt der Transistor. Wenn der Basisstrom ansteigen würde, weil die Versorgungsspannung ansteigt, steigt auch der Kollektorstrom und damit der Spannungsabfall über R1. Die Emitterspannung steigt an und wirkt dem Anstieg des Basisstroms entgegen. Eine ähnliche automatische Regelung tritt auf, wenn der Basisstrom abnehmen würde.

R1 kümmert sich also indirekt um den Basisstrom und macht R2 überflüssig. Sie können den Basisstrom jedoch nicht als (4,5 V - 0,7 V - 2 V) / R1 berechnen. Der von der Basis aus gesehene Widerstand ist R1$\times$ $\mathrm{H_{FE}}$. Warum ist das so? Angenommen, Sie erhöhen den Basisstrom um 1$\mu$A. Dann erhöht sich der Kollektorstrom um 280 $\mu$EIN ($\mathrm{H_{FE}}$ = 280) und der Spannungsabfall an R1 steigt um 90 $\Omega$ $\times$ 280 $\mu$A = 25,2 mV. Der Widerstand von der Basis aus beträgt also 25,2 mV / 1$\mu$A = 25200 $\Omega$oder 280 $\times$ 90 $\Omega$.

Und das erklärt, warum die LED in Ihrem Stromkreis so schwach leuchtet: I = (4,5 V - 0,7 V - 2 V) / (R1 $\times$ $\mathrm{H_{FE}}$ + R2) = 6 $\mu$EIN! Es ist ein Wunder, dass es überhaupt leuchtet.

Der Basis-Emitter-Strom fließt durch Ihre Diode, wodurch sie leuchtet. Ich kenne den Widerstandswert nicht, aber höchstwahrscheinlich ist der Widerstand groß genug, um den Strom zu begrenzen. Die Helligkeit einer LED hängt vom Strom ab. Mehr Strom, mehr Licht (bis die LED beschädigt ist, dann kein Strom und kein Licht!)

Die Basis-Emitter-Anschlüsse eines Transistors bilden eine effektive Diode. Die von Ihnen beschriebene Schaltung enthält daher eine Reihenschaltung aus zwei Dioden (Transistor und LED) und einem Widerstand.

Ich bin mir nicht sicher, was Sie tun sollen, um zu vermeiden, dass die LED eingeschaltet wird. Daher kann ich keinen aussagekräftigen Vorschlag machen, der über das Nichtanschließen der Batterie hinausgeht. :) :)

Die Schaltung macht genau das, was sie sollte.

Dies ist keine übliche Art, einen Transistor zu verwenden.

Der 'be'-Übergang (Basisemitter) ist eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode.
Wenn Sie 4,5 V an die Basis anlegen, fließt Strom
von der Versorgung in die Basis.
Durch die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Verbindung wird der Widerstand (wenn er sich über der LED befindet)
durch die LED und
dann nach Masse geleitet.

Eine Schaltung wurde hergestellt, Strom fließt, die LED leuchtet.

Durch Vertauschen des Widerstands und der LED wird ein identisches Ergebnis erzielt.

Wenn Sie eine Spannung von 4,5 V oder mehr an den Kollektor anlegen, fließt der Strom über den CE-Pfad und die LED leuchtet heller.

Die normale Art, einen Transistor zur Steuerung einer LED zu verwenden, besteht darin, einen Widerstand von V + an die LED anzuschließen.
LED an Kollektor anschließen
Emitter an Masse anschließen
Antriebsbasis mit einer Spannung VIA A RESISTOR (z. B. 10k).

Wenn der Basisantrieb 0 V ist, ist der Transistor ausgeschaltet.
Wenn die Basisplatte mehr als etwa 0,6 V LED wird anfangen zu aktivieren ,
wenn der Transistor Basisantrieb über den Widerstand ein paar Volt ist der Transistor voll auf sein wird.

Beispiel:

WENN LED eine rote LED ist, dann ist Iled ~~~ = (Vcc-VLED) / R = (4,5 sagen -2,5) / R = 2V / Rled
Wenn Rled = sagen 33o Ohm, dann ist Iled ungefähr 2/330 ~ = 0,006 A = 6 mA