transistor NPN como interruptor (lecturas de voltaje real)

Primero, no estás en saturación. Simplemente tener VB más alto que Ve no es suficiente. La saturación requiere suministrar suficiente corriente para exceder las necesidades actuales del colector, minimizando la caída a través del VCE y sacándola de la región lineal. Se necesita una resistencia base de valor más bajo.

Segundo, necesitas tener en cuenta las corrientes de fuga. Nunca será cero, ya que nada es perfecto. 20 mV puede parecer grande pero en realidad no lo es. Pero, de nuevo, una resistencia de bajada más rígida ayudaría a minimizarla.

Entonces, dependiendo de sus LEDs, caen entre 4.5 y 7.5 voltios (ish). Suponiendo una saturación, eso deja de 4.5 a 7.5 voltios a través de esa resistencia de 120 ohmios. Eso funciona de 37 a 63 mA a través de los LED, eso es MUCHO para un LED típico, pero dejémoslo a un lado.

Usted está suministrando aproximadamente 0.8mA a la base del transistor. Para desarrollar 63 mA de corriente de colector, se necesita un HFE de 76 a la saturación, y no hay forma de hacerlo con un NPN ordinario. Creo que puede haber algunos hifalutin 'de Diodes, Inc., pero tendría que comprobar.

Para saturar de manera confiable un transistor de la década de 1970, como un 2N3904 o un 2N2222, debe obtener una corriente base de alrededor de 1/10 de su corriente de colector objetivo. Tenga en cuenta que la cifra 1/10 es una regla de oro: el estudio de la hoja de datos del transistor con el que está trabajando es una buena idea, pero la décima parte es bastante segura para el trabajo de hobby con transistores de hobby. A menos que vayas a esos nuevos tipos exóticos, eso es con lo que te quedas. Entonces, para manejar ese 63mA, necesita suministrar 6.3mA, lo que significa que necesita (12V - 0.6V) / (6.3mA), o alrededor de 1800 ohmios. Así que usted es, como le diría a mi jefe, "Un poco lejos".

Y es posible que desee comprobar las clasificaciones de sus LED. 20mA es típico de los LED no tan especiales. Si va a DigiKey y obtiene sus LED súper brillantes (que están clasificados para 20 mA), 20 mA es dolorosamente brillante. 63mA no sería bueno para ellos.

Respuesta parcial además de las excelentes ya proporcionadas.

En el estado de corte con Vbe = 0, cuando intenta medir el potencial de colector Q1 / Q2, la resistencia de entrada de su multímetro mide la pila de diodos. Si tiene un medidor "cheapie" con un Rin de 1 MOhm, puede terminar presionando sus diodos con uA de corriente, lo que hace que el potencial del colector disminuya. También hay una pequeña fuga estática de corte a través de Q1 / Q2. Si agrega una resistencia de pull-up de 10 kOhm en paralelo con su pila de diodos, debe observar cerca de las lecturas del "libro de texto".

Si Q1 / Q2 se insertaron al revés (el colector y el emisor se intercambiaron), el transistor aún puede operar en la región de reversa activa con una ganancia de corriente muy baja ( \ $ \ beta \ $ ). Puede verificar que Q1 / Q2 estén en la orientación correcta.