Circuito de transistor único com LED único não funciona

Eu estava fazendo um circuito com 1 LED e 1 transistor. basicamente eu estava tentando usar o transistor como um interruptor normal. Aqui está o diagrama abaixo.

Portanto, este é um transistor NPN e eu conectei a parte -ve do D1 (transistor) com a parte -ve do LED e a outra perna -ve do D1 ao terra. Conectei a parte + ve do D1 à extremidade positiva da fonte de alimentação de 9V dc. O LED deve acender e se eu desconectar o fio que conecta a parte + ve do D1, o LED deve desligar. Mas o problema que estou enfrentando é que o LED não acende quando conecto todos os pontos e sigo o esquema.

Outro problema que estou enfrentando é que, quando conecto um fio com a perna + ve de D1 e não conecto a outra extremidade do cabo à bateria e apenas seguro o fio pelos dedos, o LED acende, mas emite muito pouca luz. Existe algum erro no meu esquema?

A junção base-emissor de um transistor de junção bipolar é um diodo:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Você tem outro diodo em seu circuito, o LED. E você obviamente entende que precisa de um resistor limitador de corrente se quiser conectar esse diodo a uma bateria de 9V, porque um diodo tem uma queda de tensão aproximadamente constante que é menor que a tensão da bateria.

O problema é o mesmo com o transistor no seu circuito. Você tem a base conectada ao lado positivo da bateria e o emissor conectado ao lado negativo. Você fez isso, essencialmente:

^{simule este circuito}

O que vai acontecer aqui? Muita corrente fluirá até que a bateria não consiga fornecer mais, ou algo derreta. Se você estiver usando uma bateria de 9V, ela não pode fornecer muita corrente, e aposto que se você medir a tensão da bateria em seu circuito, é de cerca de 0,65V, a menos que a bateria esteja descarregada.

Então, o que você precisa é de um resistor limitador de corrente na base do transistor, assim:

^{simule este circuito}

Depois de entender isso, você poderá ler Por que os LEDs seriam acionados com um emissor comum?

Mude seu circuito para ficar assim:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

No seu circuito, você conecta a base a + 9V e o emissor a 0V, isso não é bom e pode matar o transistor. Um BJT (transistor de junção bipolar), conforme desenhado, é acionado por corrente: você precisa de uma pequena corrente de base para conduzir uma grande corrente do coletor ao emissor. A tensão base-emissor nunca deve ser maior que 0,6 ~ 0,7V ou mais e é aí que entra o meu R2.

Portanto, a tensão básica é dada: aproximadamente 0,7V. A corrente base pode ser calculada da seguinte forma:

$I_B = \dfrac{U_{R2}}{R2}= \dfrac{9\text{V}-0.7\text{V}}{10\text{k}\Omega}\approx0.8\text{mA}$

A corrente do coletor é limitada por R1 e D1 se o transistor estiver saturado. Saturado significa que quase não há voltagem no coletor e no emissor.

$I_C= \dfrac{V1-V_{D1}}{R1} = \dfrac{9-1.8\text{V}}{470\Omega}\approx 15\text{mA}$

Portanto, o ganho atual mínimo de corrente que você deseja do seu transistor é:

$h_{FE} = \dfrac{I_C}{I_B}=\dfrac{15\text{mA}}{0.8\text{mA}} \approx 20$

Se você olhar a folha de dados do seu 2N2222 e procurar o parâmetro h _FE, verá que é muito maior que 20 (mínimo 75 de acordo com a folha de dados), portanto, o transistor será suficiente. Você pode até considerar aumentar o R2 para cerca de 33kΩ e ainda deve funcionar bem.