トランジスタの動作について混乱

Arduino Unoボードの5Vデジタル出力ピンを使用して、BC108A（データシート）トランジスタを12V電源のスイッチとして使用しようとしています。

コレクターを12V電源、ベースをarduinoの5Vピンに、エミッターをマルチメーターを介してグラウンドに接続しました。

これがセットアップの写真です。 赤はマルチメータからグランド、青は5V、白は12Vです。

これにより、ベースが高いときにエミッタから12Vが流れ出し、ベースが低くなったときにエミッタから何も流れ出さなくなると思いました。

しかし、私のマルチメーターはエミッターから6.1Vを報告します。

ピンがわかったので、これらの結果がわかりません。

誰でもこれらの結果を説明できますか？私はこの分野に慣れていないので、基本的な問題が発生した可能性があります...

設定が間違っています。エミッタをグラウンドに接続し、抵抗をいくつか追加してください。

ベース-エミッタ接合はダイオードのようなもので、ベースはエミッタより0.7 V高くなります。5 Vを適用するだけで短絡が発生します。5Vと0.7 Vの間に抵抗はありません。2kΩ抵抗を追加すると、オームの法則に従って電流が制限されます。

$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{5 V - 0.7 V}{2 k\Omega} = 2.15 mA$

そうすると、コレクタ電流はその倍数になります。それが100倍である場合（BC108のデータシートの値は$H_{21E}$、誰も使わない名前で、みんなが話します$H_{FE}$）すると、コレクタ電流は215 mAとなり、ベース電流の100倍になります。

しかし、トランジスタは役に立たないでしょう。どんな電流でも、コレクタには常に12 Vがあります。そして、それは熱くなります：両端が12 Vで215 mAが2.58 Wです!! かわいそうなことには多すぎる。したがって、コレクタと12 Vの間に抵抗を追加します。

（ここにもLEDがありますが、1kΩの抵抗だけでも可能です。）

215 mAのコレクタ電流があり、これにより215 mAの抵抗器の両端に電圧降下が発生します $\times$1kΩ= 215 V !、オームの法則による。しかし、それは不可能です。12Vしかないため、抵抗の両端に12 Vが流れると、12 mAの電流が流れます。そのため、トランジスタがさらに電流を引き込もうとする場合でも、抵抗によって電流が制限されます。

R2を100kΩに増やすと、ベース電流は50分の1、つまり43になります。 $\mu$A、およびコレクタ電流はその100倍、つまり4.3 mAになります。次に、R1での電圧降下は4.3 mAになります。$\times$ 1kΩ= 4.3V。したがって、コレクターは12 Vより4.3 V低くなるか、7.7 Vになります。

したがって、適切なベース電流を選択することで、コレクターに特定の電圧を作成できます。ベース電流が高すぎる場合、コレクター電圧は完全にゼロになります。

なお、
あなたがすることができますあなたがやったようにエミッタと接地間の抵抗で、回路を作るが、その後の抵抗はマルチメーターの、多くの場合、10MΩであるよりもはるかに小さくする必要があります。多くの場合、100Ωの値で十分です。それでも、エミッター電圧が4.3 V（-0.7 Vベースエミッターの5 V）より高くなることはないため、ここでは良い回路ではありません。12 Vになることは決してなく、4.3 Vより高い電圧であることも説明できません。

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「私は、各コモンアノードの前にトランジスタを配置し、32個のセグメントカソードすべてを8個のトランジスタに接続することにより、4つのディスプレイを多重化することを考えていました。」

これは正常に動作します。私が説明したのは、1つのセグメントのドライバーです。異なるディスプレイの同じセグメントのすべてのカソードを接続し、8つの出力を使用して8つのトランジスタを駆動します。

次に、1つのディスプレイから次のディスプレイにステップする何かが必要です。

これは、Q1とQ2の周りの回路の一部になります（Q3はセグメントドライバーです）。Q1はPNPトランジスタであり、1ディスプレイのセグメントに電流を供給するため、そのうち4つと周辺部品（Q2、R1、R2、R3）が必要です。Q1は、エミッタ（12 V）からベースへの電流がある場合、コレクタに電流を供給します。前に見たようなNPNトランジスタであるQ2をアクティブにすることで、この電流を取得します。したがって、「ディスプレイ1」を高くすると、12 VからQ1のエミッタベースとR2を介してQ2のコレクタに電流が流れます。Q1にはBC807を使用できます。
注：私はBC108を捨てます。それは古い獣であり、すべてを販売するDigikeyはそれをリストしさえしません。代替：BC337; 高い$H_{FE}$ 選択肢があり、最大電流は500 mAです。