Cambiar 9V utilizando un transistor NPN y un Arduino

Question

En primer lugar, me gustaría decir que no soy un ingeniero eléctrico, así que por favor ten paciencia conmigo. No tengo un esquema de lo que estoy tratando de lograr, pero espero poder explicarlo bien.

Tengo un transistor NPN (específicamente 2n2222) y estoy haciendo lo siguiente.

• Conectar una batería de 9V al colector del transistor
• Conectar la base del transistor al pin de salida PWM del Arduino (transistor de 1k en medio)
• Conectar el suelo de la batería de 9V a tierra del Arduino
• Escribir un bucle for (i = 0-255) que se incrementa en 1 cada 100 ms y hacer analogWrite(PWMOutputPin, i)

Luego tomo un multímetro para medir el voltaje entre tierra y la pierna del emisor y lo que obtengo son valores entre 0-4.5 voltios mientras que la batería tiene alrededor de 7.68V midiendo directamente.

Pensé que el propósito del transistor era enviar el voltaje completo entre el colector y el emisor siempre que hubiera suficiente voltaje enviado a la base. ¿Es esto correcto? ¿Estoy haciendo algo mal?

Answer 1

Lo que estás haciendo es "conmutación de alta parte". El voltaje a través de la base y tierra es mucho más bajo que el voltaje a través del colector y tierra, por lo que eso es lo que estás conmutando, menos la caída a través del transistor. Dado que la caída de voltaje a través de la base y el emisor (V_BE) suele ser de 0,6 en saturación, estás viendo el voltaje del Arduino (aproximadamente 5V) menos esta caída.

Dado que estás utilizando un dispositivo de tipo N, quieres realizar una "conmutación de baja parte". El emisor está conectado a tierra, y el voltaje se mide entre la alta fuente y el colector.

simula este circuito – Esquemático creado usando CircuitLab

R1 debería tener un tamaño suficiente para permitir que pase suficiente corriente para saturar el transistor sin permitir que V_BE haga que el voltaje de suministro disminuya demasiado.

Si todavía deseas realizar conmutación de alta parte de un voltaje más alto, entonces deberías cambiar a un dispositivo de tipo P y poner un dispositivo de tipo N delante para conmutarlo.

simula este circuito

Answer 2

El circuito que describes es un seguidor de emisor: el voltaje del emisor sigue al voltaje de la base y siempre está aproximadamente 0,7 voltios negativos de la base. El transistor no le importa dónde creas que está "tierra", su funcionamiento solo depende de los voltajes entre sus pines.

Si conectas a tierra el emisor y colocas tu carga entre el colector y la fuente de alimentación positiva, podrás obtener un voltaje muy cercano al de la fuente a través de la carga cuando la salida del Arduino esté alta. Deberías tener una resistencia de alrededor de 1K entre el pin de salida del Arduino y la base del transistor para limitar la corriente de base y la carga del pin de salida del Arduino.