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大家好,我是阿樂,今天跟大家分享一個很簡單但是很有意思的小電路,先來看電路圖:

在上面的電路圖中,用到了5個元器件:一個10K的電位器,一個4.7K的電阻,一個330uF的電解電容,一個NPN型的三極體,一個LED。

下圖是做好的電路實物,直接利用元器件的引腳搭棚焊接的:

這個電路上電後的效果就是LED燈會一閃一閃的,是一個閃燈電路,我們可以先來看下動圖:

在電路圖中,比較特殊的地方就是這個NPN三極體的接法:首先是它的基極不接,然後給發射極接高電位,集電極接低電位。第一眼看到這樣的電路是不是覺得它不會工作,哪有這麼奇葩的用法的?

我們嘗試來分析一下電路的工作原理:電位器、電阻、電解電容這裡肯定是組成一個充電電路了,上電後,電流流經電位器、電阻,然後給電解電容充電,電容兩端的電壓就會慢慢上升,如果沒有其它洩放回路,電容兩端的電壓就會被充到接近電源電壓,這個不難理解吧?

我們用數字萬用表的直流電壓檔測一下上電後電容兩端的電壓變化過程,看動圖:

接12.2V的直流電源,電路一上電,電容兩端的電壓緩慢上升,但是隻上升到9V左右就上不去了,在9V左右的電壓這裡上下波動。這就說明當電容被充電到9V左右時就被放電了,被誰放電了呢?

我們看到右邊的三極體和LED,LED一亮電容兩端的電壓就下降一點,那就是說電容放電給LED了。那LED隔著三極體的EC極,電流是怎麼流過來的呢?

我們把NPN三極體的等效電路畫出來,畫成兩個背靠背的二極體,如下圖:

上圖中,看NPN三極體的等效電路,BC結是正偏的,電流能流過BC結,這個好理解,但是BE結是反偏的,二極體反偏截止,電流怎麼能流過這個BE結呢?

回想一下我們學過的元器件裡,有一種元器件比較特殊,那就是穩壓二極體,也叫齊納二極體,它是利用PN接面的反向擊穿特性來工作的。那在這裡我們是不是可以大膽猜測,把這個三極體這樣子接,它也能達到穩壓二極體的效果,而且它的穩壓值大概是7V左右呢?

經過查閱資料得知,三極體確實是可以當做穩壓二極體來用的,下圖中列出了幾種不同的用法:

上面兩張圖片中介紹了把三極體當做穩壓管的不同用法,第二種方法中,把三極體的E-B極反接,三極體就成了一個5.8-7V的穩壓管,跟我們這個電路里三極體的用法十分相似,唯一不同的,就是它的基極是和集電極接一塊兒了,而我們這裡基極是懸空的。所以今天我們講的這個電路,應該是個簡單的張弛振盪器。

用示波器看下這個電路的波形:

三極體還有一些不同的用法,大家看到下圖:

知道了三極體這樣子接在電路中起到的是穩壓的作用,那我們很容易就能理解今天講的這個電路的工作過程了:直流電源的電流流經電位器和電阻給電解電容充電,電解電容兩端的電壓逐漸上升,當電壓上升到7V左右的時候,三極體的BE結擊穿,形成了一個通路,電解電容放電,電流就能流過LED,LED它就亮起來了。電解電容放電後,電容兩端的電壓下降,當低於三極體BE結的擊穿電壓後,BE結就截止,電路就斷開了,沒有電流流給LED,LED就熄滅了。然後電解電容又被充電到7V左右,就又進入了下一輪的導通-截止,導通-截止……這樣這個LED它就亮滅亮滅了。

當然,以上我給大家的原理分析是通俗易懂的講法,是不嚴謹的,實際上如果直接將三極體替換成穩壓管的話,電路顯然是不會振盪的!

嚴謹來說,這個電路的原理是利用了三極體的負阻特性(說簡單點就是,器件兩端的電壓增加了,電流卻減小了!跟普通電阻的特性相反,因此叫負阻特性),類似於BT33的工作原理。也就是說,反接的eb極擊穿後,大量載流子到達基區,會形成一個內基極電流,可維持一個反接的放大電路,ec極的電流和電壓形成負阻特性,載流子消耗完了,管子就截止了,進入下次迴圈,反接三極體,eb結的擊穿電壓低,在7伏左右,所以電路能工作。

在電解電容的正極接一個電流表,這樣大家就可以很形象地看到電解電容充電放電的過程了:

在上面的動圖中,電解電容充電的時候,電流表指標是往右邊偏轉的,當電解電容放電的時候,指標是往左邊偏轉的……

如果大家覺得這個LED閃得不夠亮,可以加一級三極體放大,把電路圖改一下:

看一下效果,閃得更亮了,爆閃燈:

當然,也可以加個蜂鳴器,和LED一起配合,做成聲光報警電路:

好,本期圖文教程就寫這麼多,下期再見,拜拜~

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  • 3本作者大大最好的一本小說,劇情讓人拍手叫好,連看三遍也不膩
  • 市級文明工地怎麼幹,這個專案有妙招!