Quello che hai costruito è un circuito collettore comune e gli altri cercano già di convincerti a cambiarlo in un circuito emettitore comune . L'emettitore comune è davvero migliore per la commutazione, ma il collettore comune funziona anche se si tengono a mente un paio di cose.
Mentre l'emettitore comune necessita di meno di un volt per pilotare il transistor, il collettore comune necessita di una tensione maggiore. Se la tensione del LED è 2 V, sono necessari almeno 2,7 V alla base per ottenere la minima corrente di emettitore. Per ottenere 20 mA per il LED sono necessari 20 V extra per R1, e non ce l'hai, quindi R1 deve essere un valore inferiore, come 50 \ $ \ Omega \ $. Quindi 20 mA scenderà di 1 V su R1 e la tensione di base dovrà essere di 3,7 V. Quindi ci saranno 0,8 V su R2 e la corrente di base sarà 800 \ $ \ mu \ $ A.
Non è così che funziona. Avremmo una corrente di base calcolata di 800 \ $ \ mu \ $ A e una corrente del collettore (o emettitore) di 20 mA, che darebbe un \ $ \ mathrm {H_ {FE}} \ $ di 25. Ma noi non decidiamo quanto sia alto \ $ \ mathrm {H_ {FE}} \ $, lo fa il transistor. E questo è 280 tipico. Quindi il nostro calcolo è sbagliato.
Puoi omettere R2. Quindi la base sarà a 4,5 V e l'emettitore a 3,8 V. Con una caduta di 2 V attraverso il LED abbiamo 1,8 V per R1, e quindi la corrente è 36 mA. Un po 'alto, riportiamo R1 a 90 \ $ \ Omega \ $ per riavere i nostri 20 mA.
Ma non ci sarebbe troppa corrente di base senza R2? No. Per ottenere una corrente di collettore di 20 mA avremo 71 \ $ \ mu \ $ A di base, il transistor si occupa di questo. Se la corrente di base aumentasse perché la tensione di alimentazione aumenta, lo sarà anche la corrente del collettore, e quindi la caduta di tensione su R1. La tensione dell'emettitore aumenterà e contrasterà l'aumento della corrente di base. Una regolazione automatica simile si verifica quando la corrente di base diminuisce.
Quindi R1 si prende cura indirettamente della corrente di base e rende R2 superfluo. Ma non è possibile calcolare la corrente di base come (4,5 V - 0,7 V - 2 V) / R1. La resistenza vista dalla base è R1 \ $ \ times \ $ \ $ \ mathrm {H_ {FE}} \ $ . Perché? Supponiamo di aumentare la corrente di base di 1 \ $ \ mu \ $ A. Quindi la corrente del collettore aumenterà di 280 \ $ \ mu \ $ A (\ $ \ mathrm {H_ {FE}} \ $ = 280) e la caduta di tensione su R1 aumenterà di 90 \ $ \ Omega \ $ \ $ \ volte \ $ 280 \ $ \ mu \ $ A = 25,2 mV. Quindi la resistenza vista dalla base è di 25,2 mV / 1 \ $ \ mu \ $ A = 25200 \ $ \ Omega \ $, o 280 \ $ \ times \ $ 90 \ $ \ Omega \ $.
E questo spiega perché il LED nel tuo circuito si accende così debolmente: I = (4,5 V - 0,7 V - 2 V) / (R1 \ $ \ times \ $ \ $ \ mathrm {H_ {FE} } \ $ + R2) = 6 \ $ \ mu \ $ A! È una meraviglia che si accenda.