Как рассчитать транзисторный ключ. Для практики: как зажечь светодиод в темноте

Мне нужно было сделать схемку, чтобы светодиоды загорались в темноте. После того как я потратил кучу времени, но ничего не заработало я понял что совершенно не разбираюсь в операционных усилителях и даже в простейших схемах на транзисторах.
Но затем я наткнулся на это видео, где Ben Krasnow всё отлично объяснил.

Покажу как я рассчитал схему.

Для начала мне нужно просто зажечь светодиод если он находиться в темноте.

Я сжег все свои фото элементы пока практиковался, так что пришлось покупать новые.

Так как мне не нужны были какие то определённый параметры я просто купил самый дешёвый фототранзистор который был L-53P3BT фирмы KingBright.

теперь нужно достать на него даташит и найти его параметры.

Отсюда мне нужно только напряжение и ток которые выдерживает фототранзистор.

30 В с коллектора на эмиттер и 3 мА. Мне хватит.

Теперь нужно выбрать транзистор, нужно чтобы он выдерживал 5 В напряжения, 20 мА тока через коллектор и чтобы его коэффициент усиления hFE был больше чем 7 т.к на базу потечёт не больше 3 мА, а на коллекторе должно быть 20 мА, то коэффициент усиления 

20 / 3 = 6.6. Большинство транзисторов легко с этим справятся.

У меня под рукой оказался PN2222A

Из даташита видно что у него hFE = 75 при токе коллектора 10 мА. 

Максимальный ток коллектора 800 мА и напряжение коллектор эмиттер 40 В. Этого больше чем хватит.

Теперь расчёт: на коллекторе транзистора нужно 20 мА. значит ток на базе должен быть 

20 / 75 = 0.267 мА. (Меньше мили ампера!)

Этот ток выдержит фототранзистор, значит все отлично.

Считаем резистор от 5 вольт.

5 / 267 * 10^-6   = 5 / 0.00000267 = 18727 Ом    или 19 Ком.

От Блока питания я получал больше чем 5 вольт, так что взял резистор на 30 Ком.

Схема

Вот такая схема получилась в конце, это также драйвер питания для светодиода, ведь транзистор поддерживает ток только 20 мА и можно подключать сколько угодно светодиодов, лишь бы хватило на каждый напряжения, обычный светодиод потребляет где то 2 Вольта.

Если подключать несколько ОДИНАКОВЫХ светодиодов то не будет разницы в яркости, т.к ток постоянный и на каждом светодиоде одинаковое падение напряжения..

На полученных знаниях уже проще строить большие системы, мощные переключатели, датчики и т.д.

Для увеличения чувствительности (если маленькое изменение тока базы) можно использовать составные транзисторы,( там где эммитер 1 транзистора соединяется с базой 2 транзистора), тогда hFE = hFE_1 * hFE_2

В нашем случае, если подключить точно такой же транзистор усиление было бы примерно 4900.

Не нужное, но всё же видео работы.