NPN-транзисторы BC817 0.1А 45В в корпусе SOT-23

В принципе, у меня имеются некоторые базовые понятия о транзисторах, но конкретно собрать что-то с их применением, мне как-то не доводилось.

Начитавшись статей об Ардуино, я решил заказать какие-то дешевые, пригодятся на всякий случай, например, для управления чем-нибудь или для отключения самого Ардуино при обнаружении разряда батареи.

Транзисторы нужны для управления бОльшими токами и напряжениями с помощью мЕньших, что бывают они полевыми, биполярными, что применяются повсеместно если не явно, то входят в состав микросхем. Не говоря у же о том, что все логические элементы строятся на них, а на логических элементах, в свою очередь, строятся автоматы: счётчики, регистры компараторы и т.д. То есть, транзисторы лежат в основе существования всего, что позволяет автоматизировать хранение и обработку информации…

Я, как и многие, начал знакомство с электроникой со сборки усилителей звука, сейчас много интегрированных схем: припаял пару конденсаторов — и готово, усилителя звука на TDA И даже преамп для динамического микрофона получается неплохой без применения транзисторов, на К538УН3А. А, т.к. электроника для меня это микрохобби, раньше я их никогда в руках не держал… Хотя знал, что рано или поздно придётся.

Также, можно провести аналогию с реле, но, в отличии от управления через реле, у схем с применением транзисторов нет гальванической развязки, да и реле работают как выключатели, а транзисторы — скорее как регуляторы.

О товаре

Вероятно, т.к. я был первым покупателем данного товара, отсыпали не 50, а 100. Если нужно много, лучше брать лот 100шт. — стоит всего на 20 центов дороже.
На фото к транзистору припаяны кусочки проводка, от индуктивности, который сам зачищается при пайке; но он постоянно отваливался из-за своей низкой эластичности, в сравнении с прочностью места пайки.

Конечно же, они предназначены для печатных плат, которых у меня нет (как и нет опыта ЛУТ и желания им заниматься), а раз уж набрал столько, попробую, в очередной раз, припаять SMD-элементы к макетной плате… В будущем, думаю заливать термоклеем — и ничего страшного не случится, за то компактно!
Оказалось, не так страшно, как казалось: все ноги попали на контактные площадки а проводки аккуратно вошли снизу и припаялись. Кстати, на них я тоже сэкономил — отрезал от IDE-шлейфа (кому интересно, холивар об МГТФ).

Параметры

Все параметры транзистора продавец описал в названии: "...BC817 BC817-40 SOT-23 NPN 6C 0.1A/45V general purpose...", если верить сайту chip-и-dip, параметры транзистора BC817-40 таковы:
Структура npn
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс) 50 В
Макс. напр. к-э при заданном токе к и разомкнутой цепи б.(Uкэо макс) 45 В
Максимально допустимый ток к ( Iк макс.) 800 мА
Статический коэффициент передачи тока h21э мин 250
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр. 100 МГц
Максимальная рассеиваемая мощность 0.31 Вт
Корпус sot23.

Пример использования с вентилятором

Суть применения с Ардуино заключается в подаче малого напряжения (в виде ШИМ-сигнала) на базу транзистора, пропорционально которому будет изменяться ток от коллектора к эмиттеру, а напряжение там (12В) — намного больше напряжения Ардуино.

Питание подаётся на разъем molex — от компьютера. Схема во Fritzing получилась такая:
Резистор — порядка 3 кОм, нужен для ограничения тока (защиты пина); ( А ) — амперметр, с его помощью узнаем как изменяется ток (вольтметром тоже полазим); и нужно не забыть соединить все земли, если питание мотора-вентилятора будет у Вас отдлельно! Диод нужен для предотвращения помех, но, т.к. осциллографа у меня нет, оценить его надобность проблематично, также, рекомендуют ставить конденсатор порядка 22nf. Кстати, если у вентилятора есть еще третий (жёлтый) провод, есть вероятность получить с него скорость оборотов через digitalRead().

Подача с Ардуино ШИМ-сигнала, который определяет напряжение на одном из пинов в скрипте выглядит так:

pinMode(10, OUTPUT);      // настройке пина на выход - внутри setup()
...
analogWrite(10, i);       // установка напряжения

Где i принимает значения от 0 до 255, в реальности — от 0 до максимального напряжения, на котором работает микроконтроллер. Использовать можно не всякий пин, более подробно это описано тут или здесь =)
Вентилятор такой:
Voltage: 12 V
Current: 160 mA
Speed: 2300rpm

Собрал, подключил — работает (программно регулирует), но пищит! Это потому что ШИМ по умолчанию работает на частоте, которая лежит в пределах слышимости ухом и слышим мы писк внутри обмотки мотора. Свечением светодиода можно управлять так же: вместо мотора с диодом (и конденсатором) цепляем просто светодиод, но ток там больше, поэтому нужно будет учесть мощность транзистора. При управлении светодиодом — та же фигня с частотой ШИМ — оно будет мигать (и раздражать). Можно, с одной стороны, настроить вручную таймер-счётчик, как описано в статье, на которую я давал ссылку выше (ссылка о конденсаторе 22nf), но можно и проще — kazus.ru/forums/showthread.php?t=107888#post768273
Как видно, максимальная частота возможна на ножках 5 и 6, но не забываем, что при использовании этих выводов, возможны проблемы связанные с millis() и delay().

Окончательный код:

#include <EEPROM.h>

byte bSpeed,                              // Текущий уровень (усиления)
  bNewSpeed;                              // и устанавливаемый.

void setup() {
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 1;       // Увеличение частоты ШИМ на выводах 9 и 10 до ~31кГц.
  pinMode(10, OUTPUT);                    // Вывод управления транзистором.
  pinMode(13, OUTPUT);                    // Вывод на встроенный светодиод для индикации нажатий
  pinMode(14, INPUT_PULLUP);              // на кнопку повышения усиления
  pinMode(15, INPUT_PULLUP);              // и кнопку понижения усиления.
  analogWrite(10, 255);                   // Раскручиваем мотор.
  delay(800);
  bNewSpeed = EEPROM.read(0);             // Считываем из энергонезависимой памяти.
}
void loop() {
  if (!digitalRead(14) && bNewSpeed < 255)
    bNewSpeed++;                          // Повышение усиления.
  else if (!digitalRead(15) && bNewSpeed > 0)
    bNewSpeed--;                          // Понижение усиления.
  if (bSpeed != bNewSpeed) {
    digitalWrite(13, 1);                  // Индикация.
    analogWrite(10, bSpeed = bNewSpeed);  // Изменение усиления.
    EEPROM.write(0, bSpeed);              // Сохраняем значение на будущее.
  }
  delay(50);                              // Фильтр бребезга контактов и человеческого фактора.
  digitalWrite(13, 0);                    // Индикация.
}

Суть работы такова: припаиваем к 10 контакту Ардуино резистор на 3 кОм, за ним транзистор базой; к А0 и A1 — кнопки:

при нажатии на которые будет мигать встроенный светодиод и изменяться напряжение на базе транзистора. Если, в процессе нажатий на кнопки, будет достигнут максимум или минимум, светодиод мигать перестанет.
Сначала подключит вентилятор напрямую к 12В и измерим ток:
Совсем не 130 мА — совсем не 160, ну и ладно, подключаем вентилятор к шайтан-машине!

Для удобства подключения SMD-транзистора, можно воспользоваться этой картинкой:

Красный провод вентилятора — к 12В, чёрный — к коллектору транзистора (одинокий контакт), эмиттер — транзистора — к общему минусу.

Плата для тестирования

Так исторически сложилось, что у меня валяется кусок такой платы
и IDE-шлейфы в ассортименте. Если разрезать шлейфы и наклеить на плату IDE-разъемы — получится такой тестовый стенд для Ардуино с тентаклиевым монстром:
Собирать на нём чуть более удобно, чем на весу. Немного мешают избыточные проводки, которых в три раза больше, чем нужно.

Подаём питание:
Также, полезной будет тема использования транзистора для отключения ардуино при обнаружении низкого заряда аккумулятора питания. Спасибо за внимание, надеюсь, в комментариях, как всегда, будет много полезной и интересной информации.
Более доходчиво о транзисторах можно прочитать в статьях от Къюбея: биполярные, полевые.

Добавлено

350 мА — максимальный ток, который удалось установить через дешёвую светодиодную матрицу на напряжении 12В.
750 мА — ток через резисторы 5 Ом на напряжении 5В;
на напряжении 12В при токе в районе 120 мА произошло разрушение транзистора.