晶体管行为困惑


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菜鸟问题来了...

我已将Arduino板上的数字输出引脚连接到NPN晶体管(BD135)的基极。集电极和发射极之间连接有一个9v电池,以及一个电阻器和LED。Arduino只需将引脚6接通几秒钟(发送5v),然后断开几秒钟并重复。我注意到,当使用lK Ohm电阻器时,即使未连接9v电池,LED仍会点亮(尽管亮度并不那么亮)。我以为晶体管是一个开关,我不明白为什么电源从基极流向LED。如果有人可以解释发生了什么,我将不胜感激!

如果我将1k电阻器换成47k电阻器,则仅在连接9v电池时LED才会点亮。

[编辑] 我注意到,如果我将LED和电阻器放在集电极侧,则仅在连接到9v电池时才点亮(即使在基极侧使用1k电阻器)...这就是应该使用晶体管的方式?

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Answers:


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您所看到的是有道理的。在没有连接到集电极的任何地方,晶体管的行为就像一个从B到E的二极管。电流从数字输出流过1kΩ电阻,再从B到E穿过晶体管,再经过470Ω电阻,再经过LED,回到数字板。该LED暗淡亮起是因为它有效地具有1.47kΩ的电阻和与它串联的BE电压降以及5V电源。这可能会导致大约1.5 mA的LED电流,这是可见的但暗淡的。

当向集电极施加9V电压时,晶体管可以放大。集电极电流将是基极电流乘以其增益。假设LED下降2 V,BE结下降700 mV。这样,在470Ω电阻(已使用代号!)上留下2.3 V电压,可提供约5 mA的LED电流。如果晶体管的增益为50,则其中的一部分来自基极,而其中的50部分来自集电极。这样,基极电流仅为96 µA,这将导致基极电阻两端的压降仅为96 mV。

在您的设置中,无需将基极电阻与发光二极管支路中的LED及其电阻相连。只需摆脱它,然后将数字输出直接连接到底座即可。


基极电阻器可以保护GPIO和结,防止由于“用户错误”而导致的发射极意外短路。
tyblu 2012年

我一直喜欢包括一个基极电阻,即使在晶体管故障的情况下它只是一个象征性的金额(330欧姆左右)。
akohlsmith 2012年
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