Transistor NPN como interruptor (lecturas de voltaje reales)

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 de corriente en el colector, minimizando la caída a través de VCE y sacándola de la región lineal. Se necesita una resistencia base de menor valor.

En segundo lugar, debe 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 desplegable más rígida ayudaría a minimizarlo.

Entonces, dependiendo de sus LED, está cayendo entre 4.5 y 7.5 (más o menos) voltios. Asumiendo la saturación, eso deja 4.5-7.5 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 dejemos eso a un lado.

Está suministrando alrededor de 0,8 mA a la base del transistor. Para desarrollar 63 mA de corriente de colector, necesitaría un HFE de 76 en saturación, y no hay forma de que lo haga con un NPN ordinario. Creo que puede haber algunos geniales de Diodes, Inc., pero tendría que comprobarlo.

Para saturar de manera confiable un transistor de la década de 1970, como un 2N3904 o un 2N2222, debe buscar una corriente base de alrededor de 1/10 de su corriente de colector objetivo. Tenga en cuenta que la cifra de 1/10 es en gran medida una regla general: el estudio de la hoja de datos del transistor con el que está trabajando es una buena idea, pero 1/10 es bastante seguro para el trabajo de pasatiempo con transistores de pasatiempo. A menos que vaya a esos nuevos tipos exóticos, eso es con lo que está atrapado. Entonces, para impulsar esos 63 mA, debe suministrar 6,3 mA, lo que significa que necesita (12 V - 0,6 V)/(6,3 mA), o alrededor de 1800 ohmios. Así que estás, como le diría a mi jefe, "un poco fuera de lugar".

Y, es posible que desee verificar las clasificaciones de sus LED. 20 mA es típico para LED no tan especiales. Si va a DigiKey y obtiene sus LED súper brillantes (que tienen una clasificación de 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 del colector Q1/Q2, la resistencia de entrada de su multímetro polariza su pila de diodos. Si tiene un medidor "barato" con un Rin de 1 MOhm, puede terminar polarizando 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 pull-up de 10 kOhm en paralelo con su pila de diodos, debe observar lecturas cercanas al "libro de texto".

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