触摸开关

dj狂人

触摸开关 [复制链接]

              我硬件方面不是很好，这里想请教大家一个问题，如下：




这是一个很简单的三极管电路，上电的时候，8050 是截至的，当用手触摸基极时（我曾集电极串联过一个LED，用手触摸基极的时候LED亮，手放开之后灭），Vo电压下降，但下降的不明显，只有 0零点几伏。这里我想问的是这个现象能说明三极管没有完全导通吗，如果想要完全导通这个电路该如何修改。我试过给基极加偏置，比如先让基极电压差一点达到门槛电压，就不足以导通管子，然后当手触摸基极的时候管子导通，但实际并不是这样，这是为什么呢

qwqwqw2088

进行控制三极管导通的关键是，b极和e极电压，对于NPN三极管8050来说，导通电压是 b 极比 e 极高 0.7V，

qwqwqw2088

基极接一个 电阻，如果知道三极管放大倍数100，假定e 和 c 之间的电流是 3mA，那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，按照VCC是5V计算，大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以，基极放一个几K----100K电阻就行，当然也不能太小

maychang

楼主的图没有画出LED。按照此图，Vo永远等于Vcc。

手没有接触三极管基极时，三极管截止，这是正常的，因三极管导通需要注入一定的基极电流。
手接触三极管基极后，因为人体与220V市电线之间存在分布电容，通过该电容和人体会对三极管基极注入50Hz的交流电流,其值很小(人体与市电线间分布电容并不大)。在交流的正半周期，三极管会导通，集电极上串联的LED将发光。在交流的负半周期，三极管是截止的，LED并不发光(三极管发射结处于被击穿状态)。因人眼不能分辨50Hz的闪烁，看上去LED是连续发光的。
测得LED压降零点几伏，实际上是LED导通(发光)和截止(没有电流流过)管压降在一个交流周期内的平均值，当然比LED通过连续直流时的管压降要小(红色发光管约1.6V)。

maychang

如果用示波器看三极管集电极电压波形(有LED作为负载)，将会看到近似梯形的波形。
用示波器甚至可以看到人体上的电压，是带有很大毛刺的歪歪扭扭的近似正弦波。
所以，示波器是硬件工作的非常有力的工具。

dj狂人

maychang 发表于 2015-4-3 18:10
楼主的图没有画出LED。按照此图，Vo永远等于Vcc。

手没有接触三极管基极时，三极管截止，这是正常的，因三极管导通需要注入一定的基极电流。
手接触三极管基极后，因为人体与220V市电线之间存在分布电容，通过该电容和人体会对三极管基极注入50Hz的交流电流,其值很小(人体与市电线间分布电容并不大)。在交流的正半周期，三极管会导通，集电极上串联的LED将发光。在交流的负半周期，三极管是截止的，LED并不发光(三极管发射结处于被击穿状态)。因人眼不能分辨50Hz的闪烁，看上去LED是连续发光的。
测得LED压降零点几伏，实际上是LED导通(发光)和截止(没有电流流过)管压降在一个交流周期内的平均值，当然比LED通过连续直流时的管压降要小(红色发光管约1.6V)。

         服了，LED的确在闪烁，用手机拍的时候都能看到它在闪。






请教下前辈，在交流的正半周管子是在完全导通状态吗还有就是当我给基极加偏置的时候为什么又没有这个效果了

dj狂人

maychang 发表于 2015-4-3 18:10
楼主的图没有画出LED。按照此图，Vo永远等于Vcc。

手没有接触三极管基极时，三极管截止，这是正常的，因三极管导通需要注入一定的基极电流。
手接触三极管基极后，因为人体与220V市电线之间存在分布电容，通过该电容和人体会对三极管基极注入50Hz的交流电流,其值很小(人体与市电线间分布电容并不大)。在交流的正半周期，三极管会导通，集电极上串联的LED将发光。在交流的负半周期，三极管是截止的，LED并不发光(三极管发射结处于被击穿状态)。因人眼不能分辨50Hz的闪烁，看上去LED是连续发光的。
测得LED压降零点几伏，实际上是LED导通(发光)和截止(没有电流流过)管压降在一个交流周期内的平均值，当然比LED通过连续直流时的管压降要小(红色发光管约1.6V)。

         偏置我是这样子加的，上下两个电阻的取值刚好使管子处于截止状态。如帖子所述，用手触摸基极的时候，集电极压降下降的不明显，我以为是管子没有完全导通，所以后面我加了偏置，但加偏置这个LED反而不闪了。

maychang

dj狂人 发表于 2015-4-3 21:14
服了，LED的确在闪烁，用手机拍的时候都能看到它在闪。






请教下前辈，在交流的正半周管子是在完全导通状态吗还有就是当我给基极加偏置的时候为什么又没有这个效果了

“在交流的正半周管子是在完全导通状态吗”
估计你说的“完全导通”是指三极管进入饱和。
这个很难说。与电源电压有关，与人体和市电线之间距离有关。
通常是不会进入饱和的，因为人体与220V电线之间的分布电容不会很大，充其量不过几个pF，上不到10pF。那么流过三极管基极的电流不到1uA，这样大小的电流一般不会让三极管饱和。但特殊情况，例如人体对地绝缘非常好，另一支手放到比方说一个工频变压器铁芯上面，那么三极管就有可能进入饱和

“还有就是当我给基极加偏置的时候为什么又没有这个效果了”
加偏置之后，人体感应电流仅仅是在直流偏置电流上叠加了一个交流成份(有点像整流滤波之后的纹波)，交流成份占直流成份的百分数还不很大，不容易看出来。如果把LED换成合适的电阻，用示波器是可以看出来集电极交流成份的。

tiankai001

处处留心皆学问。
很佩服maychang丰富扎实的功力，学习了。
感谢maychang这么详细的解答，让我们能够这么直观深刻的进行实例学习

吴下阿蒙

楼主用的是usb虚拟示波器吗？

dj狂人

吴下阿蒙 发表于 2015-4-5 14:39
楼主用的是usb虚拟示波器吗？

不是，是实物

dj狂人

maychang 发表于 2015-4-3 21:29
“在交流的正半周管子是在完全导通状态吗”
估计你说的“完全导通”是指三极管进入饱和。
这个很难说。与电源电压有关，与人体和市电线之间距离有关。
通常是不会进入饱和的，因为人体与220V电线之间的分布电容不会很大，充其量不过几个pF，上不到10pF。那么流过三极管基极的电流不到1uA，这样大小的电流一般不会让三极管饱和。但特殊情况，例如人体对地绝缘非常好，另一支手放到比方说一个工频变压器铁芯上面，那么三极管就有可能进入饱和

“还有就是当我给基极加偏置的时候为什么又没有这个效果了”
加偏置之后，人体感应电流仅仅是在直流偏置电流上叠加了一个交流成份(有点像整流滤波之后的纹波)，交流成份占直流成份的百分数还不很大，不容易看出来。如果把LED换成合适的电阻，用示波器是可以看出来集电极交流成份的。

学习了，非常感谢

dj狂人

qwqwqw2088 发表于 2015-4-3 18:06
基极接一个 电阻，如果知道三极管放大倍数100，假定e 和 c 之间的电流是 3mA，那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，按照VCC是5V计算，大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以，基极放一个几K----100K电阻就行，当然也不能太小

感谢楼上前辈的耐心回答，基极加个100K电阻我试了，还是没能拉到很低电平。可能就像“maychang”说的那样，手触摸时输入的是交流信号，管子一直在开关状态之间切换着，所以用万用表测集电极电平时看到它前后压降只是降了一点

ywlzh

电压下降的缓慢，其证明还有部分残余电流，对于LED灯的亮灭，从外界电源VCC上取电流是可以看得很直观，下降是缓慢的，建议用两个三极管做成推挽式的设计跟随器，然后在基极前接一个无源的低通滤波器看看