Транзистор NPN в качестве переключателя (фактические показания напряжения)

Во-первых, вы не в насыщении. Просто иметь VB выше Ve недостаточно. Насыщение требует подачи достаточного тока, чтобы превысить потребности в токе на коллекторе, сводя к минимуму падение напряжения на VCE и выводя его за пределы линейной области. Необходим базовый резистор с меньшим номиналом.

Во-вторых, необходимо учитывать токи утечки. Он никогда не будет равен нулю, поскольку нет ничего идеального. 20 мВ могут показаться большими, но на самом деле это не так. Но опять же, более жесткий подтягивающий резистор помог бы свести его к минимуму.

Таким образом, в зависимости от ваших светодиодов вы падаете от 4,5 до 7,5 вольт. Предполагая насыщение, на этом резисторе 120 Ом остается 4,5-7,5 вольт. Через светодиоды это составляет от 37 до 63 мА — это МНОГО для обычного светодиода, но давайте отложим это в сторону.

Вы подаете около 0,8 мА на базу транзистора. Чтобы развить ток коллектора 63 мА, вам потребуется HFE 76 при насыщении, и вы не сможете сделать это с обычным NPN. Я думаю, что могут быть некоторые Hifalutin от Diodes, Inc., но я должен проверить.

Чтобы надежно насытить транзистор эпохи 1970-х годов, такой как 2N3904 или 2N2222, вам нужно использовать ток базы примерно в 1/10 от целевого тока коллектора. Обратите внимание, что цифра 1/10 во многом является эмпирическим правилом — изучение листа данных транзистора, с которым вы работаете, является хорошей идеей, но 1/10 довольно безопасна для любительской работы с любительскими транзисторами. Если вы не перейдете к этим новым экзотическим типам, это то, с чем вы застряли. Таким образом, чтобы управлять этими 63 мА, вам нужно подать 6,3 мА, что означает, что вам нужно (12–0,6 В)/(6,3 мА) или около 1800 Ом. Итак, вы, как я сказал бы своему боссу, «немного не в себе».

И -- вы можете проверить номиналы ваших светодиодов. 20 мА типичны для не очень специальных светодиодов. Если вы пойдете в DigiKey и купите их сверхъяркие светодиоды (рассчитанные на 20 мА), то 20 мА будут мучительно яркими. 63 мА для них не подходит.

Частичный ответ в дополнение к уже предоставленным отличным.

В состоянии отсечки с Vbe = 0, когда вы пытаетесь измерить потенциал коллектора Q1/Q2, входное сопротивление вашего мультиметра смещает ваш диодный блок. Если у вас есть «дешевый» счетчик с Rin 1 МОм, вы можете в конечном итоге сместить ваши диоды током в мкА, что приведет к снижению потенциала коллектора. Также имеется небольшая статическая утечка отсечки через Q1/Q2. Если вы добавите подтягивающий резистор на 10 кОм параллельно вашей диодной колодке, вы должны получить показания, близкие к «хрестоматийным».

Если Q1/Q2 были вставлены назад (коллектор и эмиттер поменяны местами), транзистор все еще может работать в обратно-активной области с очень низким коэффициентом усиления по току ($\beta$). Вы можете дважды проверить Q1/Q2 в правильной ориентации.