detectar bajos niveles de señal con un transistor

Probablemente esté pensando en el circuito de emisor común que se usa normalmente para un transistor de conmutación, es decir, con el emisor directamente a tierra. Esto está bien para la conmutación, donde se producen dos estados extremos: uno donde no hay corriente de base (el voltaje de base es 0V) y otro donde hay una corriente de base establecida de varios mA para saturar el transistor.

Ahora suponga que coloca una resistencia entre el emisor y el suelo, R2 en el esquema a continuación:

Esta resistencia proporciona retroalimentación negativa, lo que estabiliza el circuito. Un pequeño aumento en la corriente base, por ejemplo debido a los cambios de temperatura, causará un gran cambio en el voltaje base. Esto se debe a que la corriente base adicional no es la única corriente que fluye a través de R2, también hay \ $ I_C \ $, que es \ $ H_ {FE} \ $ más grande que \ $ I_B \ $. Esta corriente más alta provocará una gran caída de voltaje en R2, lo que a su vez hará que la tensión de base aumente en la misma cantidad.
Ejemplo: R2 = 10 \ $ \ Omega \ $, \ $ H_ {FE} \ $ = 100, \ $ I_B \ $ = 1mA. Entonces

  

\ $ V_E = R2 \ times (I_B + I_C) = 10 \ Omega \ times (1mA + 100mA) = 1.01V \ $

Si, por algún motivo, la corriente de base aumentara en solo 10 \ $ \ mu \ $ A, entonces

  

\ $ V_E = R2 \ times (I_B + I_C) = 10 \ Omega \ times (1.01mA + 101mA) = 1.02V \ $

por lo que la tensión de base también aumentará en 10 mV, lo que contrarrestaría el aumento de corriente. Este efecto será más fuerte cuando R2 sea más grande.

editar
Ahora coloca un condensador paralelo a R2. Eso significa que la impedancia entre el emisor y la tierra es (mucho) más baja que R2 para las señales de CA. Así que para AC, la retroalimentación negativa no es tan alta, y la señal se amplificará correctamente, mientras que la configuración de DC permanece estable.

Lo que pides es factible. Aquí hay un circuito que debería funcionar, aunque no lo he probado:

Q2 está sesgado justo antes de encender. Esto se hace poniendo un poco de corriente a través de Q3 y utilizando el voltaje base resultante para sesgar Q2. Esta polarización se alimenta adicionalmente a través de R5, de modo que el voltaje en la base de Q2 será un poco menor si intenta extraer la corriente. También aísla la baja impedancia de la fuente de voltaje formada por Q3 de la señal de audio. Dado que Q3 y Q2 son del mismo tipo de transistor, deben tener características suficientemente similares, incluido el voltaje B-E sobre temperatura. Esto hace que la desviación de Q2 sea razonablemente inmune a los cambios de temperatura.

Cuando Q2 se enciende, encenderá Q1, que enciende el LED. Q1 agrega más ganancia al circuito, de modo que una señal de audio débil puede conducir a 10 mA a través del LED. R3 limita la corriente de base de Q1 para que Q2 pueda saturarse sin daño, como lo hará en los picos de una señal de audio razonable. Habrá alrededor de 420 µA a través de R3 cuando Q2 esté completamente activado. R1 está ahí para requerir cierta corriente mínima para activar Q1, lo que podría ser necesario, ya que Q2 está polarizado justo en el borde de la conducción significativa. R1 dibujará aproximadamente 60 µA, dejando 360 µA a través de la base de Q1 cuando Q2 esté completamente activado. El LED requerirá hasta 10 mA de corriente de colector a través de Q1, por lo que esto significa que Q1 debe tener una ganancia de al menos 28, lo que está dentro de la capacidad de la mayoría de los transistores PNP de baja señal de señal pequeña. Desea que Q1 tenga alguna ganancia adicional para que el LED esté completamente encendido incluso cuando Q2 esté solo parcialmente encendido.

C1 AC acopla la entrada de audio y evita que arruine la polarización de CC de Q2.