¿Por qué obtengo una proporción extraña (beta) entre la corriente base y la corriente del colector?

Con ese circuito tienes el transistor configurado con una resistencia de emisor. Eso afecta a la corriente de base también.

Con el limpiador POT en la parte superior, el emisor del transistor estará a aproximadamente ~ 14.4V. y la corriente de base será suficiente para desarrollar todo el voltaje a través de la resistencia del emisor. Cuando está en ese estado, el LED y la resistencia están básicamente en cortocircuito.

Es decir, lo que efectivamente tiene cuando el limpiador está en el riel ...

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Un enfoque alternativo es usar tu transistor en el modo de seguidor de emisor.

^{simular este circuito}

En este modo, NODE1 estará, aproximadamente, a 0,7 V por debajo de lo que sea el voltaje del limpiador del potenciómetro. Agregué R4 ya que el LED se apagará antes de que el limpiador de ollas alcance el final de su límite de recorrido inferior. Elegiría un valor aquí que define el voltaje de base mínimo que desea.

Sin embargo: esto hace que el LED controle el voltaje, por lo que el brillo no será lineal con la configuración del potenciómetro.

son dispositivos controlados por corriente. Aquí hay un gráfico aleatorio de 30mA LED de corriente directa frente a intensidad de luz. El aviso para la mayor parte de la intensidad del rango varía linealmente con la corriente.

Parahaceruncontroladorcontroladoporcorriente,podemosadaptarelseguidordevoltajedelasiguientemanera.

^{simular este circuito}

Tenga en cuenta que esto es similar a su circuito original.

Sin embargo, configurado de esta manera, el transistor actúa nuevamente como un seguidor de voltaje. Sin embargo, aquí lo que está sucediendo es que el POT está configurando una referencia de voltaje que define el voltaje requerido en la resistencia 1K, R4. Ese voltaje es el voltaje del limpiaparabrisas menos Vbe (~ 0.6 a 0.7V).

Dado que el voltaje en R4 es proporcional a la corriente del LED, eso significa ajustar el voltaje en el limpiaparabrisas, ajusta la corriente en el LED.

Entonces, R4 aquí actúa como un sensor de corriente y proporciona retroalimentación al conductor, ya que cuando la corriente sube demasiado, el transistor se cerrará, demasiado bajo y el transistor se abrirá más. Se estabiliza con la cantidad justa de corriente para generar la cantidad justa de voltaje.

Como tal, este circuito es una fuente de corriente controlada por voltaje.

Nuevamente, el circuito está limitado en cuanto a lo cerca que puedes llevar el voltaje de la base a los rieles antes del transistor ...

1. Satura antes de que el limpiador alcance el extremo superior de la olla, o
2. Se apaga completamente antes de que el limpiador alcance el fondo.

Como tales, R1 y R3 deben elegirse para limitar el rango de voltaje desde el limpiador dentro de la región lineal entre esos extremos.

Si lo haces bien, deberías obtener un buen ajuste de corriente lineal, y brillo de LED, frente a la posición del limpiador.

NOTA: En estos circuitos, dado que efectivamente hay realimentación de voltaje involucrada, Hfe es mucho menos importante. La única condición aquí es que, dado que la corriente de base es proporcionada por el divisor de voltaje, incluido el potenciómetro, la corriente de base máxima debe ser mucho menor que la corriente que pasa por el divisor de voltaje.

Como tal, puede utilizar el valor de Hfe en el peor de los casos para seleccionar el tamaño relativo máximo que deben tener las resistencias en el divisor.

Has llevado tu transistor a la región de saturación y no se comportará correctamente. Piense en lo que significa 14.2 mA desde la base hasta la resistencia del emisor: su emisor está a 14.2 voltios porque R3 es 1 kohm. Esto significa que el colector tiene que estar por encima de 14,2 voltios para que el transistor funcione correctamente, pero el LED no funcionará porque la fuente es de solo 15 voltios y es posible que el LED necesite dos voltios para iluminarse.

Al sobrepasar la base, ha convertido temporalmente una buena pieza de silicio sofisticado (una obra maestra de ingeniería, dirían algunos) en dos diodos que no producen ninguna ganancia de corriente o voltaje.

Cuando el limpiador del potencímetro se conecta a Vcc (+ 15V), básicamente estás cortocircuitando la resistencia LED + con el diodo de emisor de base.

Entonces el transistor está saturado en el extremo. No sirve para nada usar el transistor de esa manera.

Agregue una resistencia en el extremo superior del potencímetro para que Vcc no se pueda conectar directamente. Dejo el cálculo del valor de la resistencia, pero puedo dar una pista: la beta alta (amplificación de corriente) solo se puede medir cuando el transistor está en modo activo (no saturación), esto significa algo para el voltaje Vce.

También entiendo que la corriente de base debe ser realmente baja en comparación con la corriente de recopilación

No en modo de saturación. Por lo tanto, su afirmación es cierta, pero solo si utiliza el transistor en el modo correcto. Su declaración no es "universalmente cierta".