Comutação de 9V usando um transistor NPN e um Arduino

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Antes de tudo, gostaria de dizer que não sou engenheiro elétrico, por favor, tenha paciência comigo. Não tenho um esboço para o que estou tentando alcançar, mas espero poder explicar tudo bem.

Eu tenho um transistor NPN (2n2222 especificamente) e estou fazendo o seguinte.

  • Conecte a bateria de 9V ao coletor do transistor
  • Conecte a base do transistor ao pino de saída PWM do Arduino (transistor 1k no meio)
  • Conecte o terra da bateria de 9V ao terra do Arduino
  • Escreva um loop for (i = 0-255), que aumenta 1 a cada 100ms e execute analogWrite (PWMOutputPin, i)

Então eu pego um multímetro para medir a tensão entre o terra e a perna do emissor e o que estou obtendo são valores entre 0 e 4,5 volts, enquanto a bateria possui cerca de 7,68V, medindo-a diretamente.

Eu pensei que o objetivo do transistor é enviar a tensão total entre o coletor e o emissor, desde que haja tensão suficiente sendo enviada à base. Isso está correto? Estou fazendo algo errado?

Marko
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Respostas:

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O circuito que você descreve é ​​um seguidor de emissor - a tensão do emissor segue a tensão da base e é sempre cerca de 0,7 volts negativo da base. O transistor não se importa onde você acha que o "terra" está, sua operação depende apenas das tensões entre os pinos.

Se você aterrar o emissor e colocar sua carga entre o coletor e a fonte positiva, poderá chegar muito perto da tensão de alimentação através da carga quando a saída do Arduino estiver alta. Você deve ter um resistor de 1 K ou mais entre o pino de saída do Arduino e a base do transitor, para limitar a corrente da base e o carregamento do pino de saída do Arduino.

Peter Bennett
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O que você está fazendo é "comutação do lado superior". A voltagem na base e no terra é muito menor que a voltagem no coletor e no aterramento, então é isso que você está trocando, menos a queda no transistor. Como a queda de tensão na base e no emissor (V BE ) é tipicamente 0,6 na saturação, você vê a tensão do Arduino (aproximadamente 5V) menos essa queda.

Como você está usando um dispositivo do tipo N, deseja executar a "comutação do lado inferior". O emissor está ligado ao terra e a tensão é medida entre a alta fonte e o coletor.

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

R1 deve ser dimensionado de modo que seja permitida corrente suficiente para saturar o transistor sem permitir que o V BE faça com que a tensão de alimentação caia demais.

Se você ainda deseja realizar a comutação do lado superior de uma tensão mais alta, deve-se alternar para um dispositivo do tipo P e colocar um dispositivo do tipo N na frente para trocá-lo.

esquemático

simule este circuito

Ignacio Vazquez-Abrams
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Obrigado Ignacio. Usei a sugestão de Peters e estou obtendo a leitura correta no meu multímetro agora. Agradeço sua ajuda!
Marko
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Em relação à configuração PNP do switch lateral alto que você mostra e ao fato de a base ser acionada a partir de um Arduino com 0v ou 5v, como você espera que isso funcione? Eu vejo um circuito que nunca será desligado, o Vbe será 4v ou 9v.
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@alexan_e: Você está certo, não sei o que estava pensando.
Ignacio Vazquez-Abrams