Детектор воды с BC547 и помощь в понимании транзисторов

1. Резистор 4,7 кОм является отказоустойчивым в случае, если электроды касаются друг друга и пропускают слишком большой ток через транзистор и разрушают его. Я уже сделал эту ошибку. Если электроды соприкоснутся, при установленном резисторе 4,7к на базу пройдет только 1,9 мА. Как узнать, какой ток слишком велик для базы? Я просмотрел эту спецификацию, но я не вижу спецификации для этого. Это то же самое, что и максимальный ток коллектора (100 мА)?

На ваш вопрос нет хорошего ответа. Производитель не решил проблему пропускания через транзистор такого большого тока базы, который может убить транзистор. На первый взгляд, 100 мА могут показаться разумной отправной точкой, хотя уменьшить ее было бы неплохо.

2. Если я заменю резистор 4,7 кОм на 1 МОм, то светодиод будет гореть очень тускло. Как это происходит? Наверняка переключатель только вкл и выкл.

Конечно нет. Пока напряжение коллектор-эмиттер превышает примерно 1 вольт (а ток эмиттера находится в определенных пределах), транзистор действует как усилитель тока, при этом ток коллектора более или менее пропорционален току базы. Посмотрите на техпаспорт и увидите «текущее усиление». Также имейте в виду, что коэффициент усиления зависит от тока и, в частности, падает, когда ток превышает указанные значения. Он также уменьшается с уменьшением тока.

Как только вы попадаете в ситуацию, когда Vce меньше вольта, коэффициент усиления транзистора становится довольно низким. Обратите внимание, что номинальное напряжение насыщения Vce(sat) указано для коэффициента усиления 20. Как только вы попадаете в этот диапазон, небольшие изменения тока базы почти не влияют на выходное напряжение, и вы можете использовать транзистор в качестве выключатель.

3. Кажется, что моя водопроводная вода имеет сопротивление примерно 500 кОм. Это означает, что на базу транзистора поступает всего 18 мкА тока, который действительно включает его. Какой ток будет слишком мал для работы и как мне рассчитать это число?

Это требует небольшого размышления, чтобы точно определить, что вы имеете в виду. Что именно означает «включить»? Предположим, что «вкл» означает 2 мА через светодиод, И это белый светодиод. Тогда на нем будет падение напряжения около 3 вольт. 2 мА через резистор 1 кОм вызовет падение на 2 вольта. Значит Vce на транзисторе будет 9 - 2 - 3 вольта, или 4 вольта.

2 мА тока коллектора и 4 В тока коллектора почти точно соответствуют коэффициенту усиления транзистора, и вы заметите, что минимальное значение указано как 110. Таким образом, базовый ток для этого будет 2 мА/110. , или около 18 мкА.

Конечно, как я уже упоминал, вам нужно хорошо подумать о том, что именно означает «включение». Если светодиод получает 1 мА и немного тусклее, это «включено»?

4. В спецификации BC547 указано, что максимальное напряжение эмиттер-база составляет 6 В. Означает ли это, что мне нужно понизить напряжение на этой линии? Подключить пару диодов?

Нет, вам нужно думать именно о том, что говорит спецификация. Обратите внимание, что это напряжение эмиттер-база, а не база-эмиттер. Это относится к обратному напряжению, которое вы можете приложить к паре эмиттер-база, а не к прямому напряжению, которое будет ограничено примерно до 0,7 вольт за счет диодного действия перехода. Если вы не планируете поменять местами провода питания в цепи, вам не нужно об этом беспокоиться.

Ваша установка мне кажется хорошей.

1. Как вы упомянули, 4k7 - это защита базы, поставьте максимум 1,9 мА на базу, это безопасно.
2. 1 м в базе пропускают слишком мало тока для полного открытия транзистора (придется считать еще с водонепроницаемостью 500 кОм). Используя высокую бета-версию BC547C, это может сработать.
3. Если вы хотите, чтобы открытый транзистор пропускал 6 мА, то вам нужен базовый ток не менее 6 мА/бета, поэтому для бета = 200 вам нужно около 30 мкА.
4. 6V - это максимальное обратное напряжение BE, и в этом случае вам не нужно об этом заботиться.