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第十一節(jié) 高靈敏度手指開關

三極管又稱為晶體管,晶體管是半導體,也就是說晶體管可以導電,也可以不導電,能否導電取決于基極電壓的大小,改變基極電壓的大小就可以控制晶體管集電極(C)與發(fā)射極(E)之間的電阻。那么這個電壓至少是多少呢?對于NPN三極管,基極電壓至少比發(fā)射極電壓高0.6V;對于PNP三極管,基極電壓至少比發(fā)射極電壓低0.6V。

二極管具有單向導電性,二極管(主要指硅管)導通后,它的正極與負極之間的電壓差是0.6V左右,也就是正向壓降是0.6V。如何巧妙地利用二極管的壓降設計電路呢?例如,如果有一個+5V的直流電源,而用電器(比如是LED)的電壓需要的是3V,沒有電阻的情況下,如何解決這個問題呢?這時就可以利用二級管了。一個二極管的正向壓降是0.6V,電路中串聯(lián)三個二極管,總壓降就是1.8V左右,基本可以符合LED供電要求,巧妙利用二極管正向壓降降低電源電壓。

前面講過手指開關,即一個手指與電源的正極相連,另一個手指與三極管的基極相連,LED就能點亮,當手指干燥時,這個實驗效果可能不是很靈敏,你可能需要洗洗手,再重復以上的步驟,效果就要比之前的實驗好很多了。

兒子:為什么洗手后,再次操作,LED亮度增大了?

父親:因為在洗手后,手指間的電阻變小,從而加到三極管基極的電流增加,三極管的導通能力增強,LED的亮度自然就高了。稍后,咱們制作一款在手指干燥情況下也能實現(xiàn)高靈敏度的手指開關。

一、高靈敏度手指開關

1.電路

如圖1-11-1所示。

圖1-11-1 高靈敏度手指開關(即使手指干燥,也很靈敏)

2.元器件清單

3.一起來分析

圖1-11-1中三極管的這種接法,稱之為復合放大,總放大倍數(shù)是每個三極管放大倍數(shù)的乘積。

當用一只手指捏住電路圖中的A點,另一個手指捏住B點,由于電阻R1的阻值比較大,電流非常小,但是經過三極管復合放大后,足以讓LED正常發(fā)光。

兒子:爸爸,為什么要串聯(lián)電阻R1呢?不加可以嗎?

父親:最好加上,增加電阻R1的目的,主要是為了保護三極管VT1。當A、B兩點由于某種原因直接連接到一起,該電流可能導致VT1燒壞。

4.面包板制作

如圖1-11-2所示。由于人體是導體,可以嘗試幾個小伙伴手拉手點亮LED,如圖1-11-3所示。

圖1-11-2 “高靈敏度手指開關”面包板制作展示

圖1-11-3 手拉手點亮LED

5.裝配圖

見圖1-11-4。

圖1-11-4 裝配圖

二、地符號

在繪制電路圖時,為了簡化電路,一般需要用到地符號,這里說的地,可不是讓你直接與大地相連,而是表示與電源的負極連接,在電路圖中只要出現(xiàn)地的符號,統(tǒng)統(tǒng)與電源負極連接。

“地”的圖形符號,如圖1-11-5所示。

圖1-11-5 “地”的圖形符號

相對應還有電源正極的圖形符號,如圖1-11-6。

圖1-11-6 電源正極的圖形符號

VCC可以換為+5V,即表示該設計的電路使用5V電源。

采用地符號繪制高靈敏度手指開關,如圖1-11-7。

圖1-11-7 采用地符號的高靈敏度手指開關

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