La giunzione base-emettitore (BE) di un transistor NPN si comporta come un diodo:

Quindi fondamentalmente hai questo circuito equivalente:

Come puoi vedere, il tuo LED è in serie con il resistore e il diodo del transistor (la giunzione BE). Un po 'di corrente (a seconda del valore del tuo resistore) passa attraverso questo circuito, facendo accendere il LED.

Un modo per evitare questo è, come ha detto The Photon , usando MOSFET. Un altro modo è utilizzare il transistor NPN nella configurazione emettitore comune:

Da questo tuo commento:

In realtà, ho letto le specifiche sul transistor e l'ingresso di base massimo è 5V

Posso capire perché pensi che dovresti pilotare la base del transistor da 4.5V (< 5V). Ma puoi pilotare la base con una tensione più alta purché tu abbia una resistenza in serie. La giunzione BE, che funge da diodo, avrà una caduta di tensione fissa (tipicamente 0,7 V) attraverso di essa. Il resto della tensione passerà attraverso il resistore che limita anche la corrente attraverso la giunzione BE.

Questo è il modo in cui funziona davvero il transistor: una piccola corrente che scorre attraverso la base-> emettitore fa un grande flusso di corrente attraverso il collettore-> emettitore.

Dovresti collegare l'emettitore a terra e mettere resistenza e led tra il collettore e la sorgente di tensione.

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Schemi aggiunti:

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.

La corrente base-emettitore scorre attraverso il diodo che lo fa illuminare. Non conosco il valore del resistore, ma molto probabilmente il resistore è abbastanza grande da limitare la corrente. La luminosità di un LED dipende dalla corrente. Più corrente, più luce (finché il LED non è danneggiato, quindi nessuna corrente e nessuna luce!)

I terminali base-emettitore di un transistor formano un diodo efficace, quindi il circuito che hai descritto contiene una serie collegamento di due diodi (il transistor e il LED) e un resistore.

In termini di come evitare che il LED si accenda, non sono sicuro di cosa stai cercando di fare, quindi non posso offrire un suggerimento significativo oltre a non collegare la batteria? :)

Il circuito sta facendo esattamente quello che dovrebbe.

Questo non è un modo usuale di usare un transistor.

La giunzione "be" (emettitore di base) è un diodo polarizzato in avanti.
Quando applichi 4,5 V ai flussi di corrente di base
Dall'alimentazione nella base
Attraverso il polarizzato in avanti essere giunzione attraverso il resistore (se è sopra il LED)
attraverso il LED
quindi a massa.

È stato realizzato un circuito, la corrente scorre, il LED si accende.

Scambiando il resistore e il LED si otterrà un risultato identico.

Se si applica una tensione di 4,5 V o più al collettore, la corrente fluirà tramite il percorso CE e il LED si accendono più intensamente.

Il modo normale di utilizzare un transistor per controllare un LED è collegare un resistore da V + al LED
Collegare il LED al collettore
Collegare l'emettitore a terra
Azionamento base con una tensione TRAMITE UN RESISTORE (diciamo 10k).

Quando l'azionamento di base è 0V, il transistor sarà spento.
Quando l'azionamento di base è superiore a circa 0,6V il LED si accenderà per accendere
Quando l'azionamento della base del transistor tramite il resistore è di pochi volt, il transistor sarà completamente acceso.

Esempio:

SE il LED è un LED rosso, Iled sarà ~~~ = (Vcc-VLED) / R = (4,5 diciamo -2,5) / R = 2V / Rled
Se Rled = dire 33o ohm, il LED sarà circa 2/330 ~ = 0,006 A = 6 mA