在上面的电路图中,用到了5个元器件:一个10K的电位器,一个4.7K的电阻,一个330uF的电解电容,一个NPN型的!
在电路图中,比较特殊的地方就是这个NPN三极管的接法:首先是它的基极不接,然后给发射极接高电位,集电极接低电位。第一眼看到这样的电路是不是觉得它不会工作,哪有这么奇葩的用法的?
我们尝试来分析一下电路的工作原理:电位器、电阻、电解电容这里肯定是组成一个充电电路了,上电后,电流流经电位器、电阻,然后给电解电容充电,电容两端的电压就会慢慢上升,如果没有其它泄放回路,电容两端的电压就会被充到接近电源电压,这个不难理解吧?
接12.2V的直流电源,电路一上电,电容两端的电压缓慢上升,但是只上升到9V左右就上不去了,在9V左右的电压这里上下波动。这就说明当电容被充电到9V左右时就被放电了,被谁放电了呢?
我们看到右边的三极管和LED,LED一亮电容两端的电压就下降一点,那就是说电容放电给LED了。那LED隔着三极管的EC极,电流是怎么流过来的呢?
上图中,看NPN三极管的等效电路,BC结是正偏的,电流能流过BC结,这个好理解,但是BE结是反偏的,二极管反偏截止,电流怎么能流过这个BE结呢?
回想一下我们学过的元器件里,有一种元器件比较特殊,那就是稳压二极管,也叫齐纳二极管,它是利用PN结的反向击穿特性来工作的。那在这里我们是不是可以大胆猜测,把这个三极管这样子接,它也能达到稳压二极管的效果,而且它的稳压值大概是7V左右呢?
上面两张图片中介绍了把三极管当做稳压管的不同用法,第二种方法中,把三极管的E-B极反接,三极管就成了一个5.8-7V的稳压管,跟我们这个电路里三极管的用法十分相似,唯一不同的,就是它的基极是和集电极接一块儿了,而我们这里基极是悬空的。所以今天我们讲的这个电路,应该是个简单的张弛振荡器。
知道了三极管这样子接在电路中起到的是稳压的作用,那我们很容易就能理解今天讲的这个电路的工作过程了:直流电源的电流流经电位器和电阻给电解电容充电,电解电容两端的电压逐渐上升,当电压上升到7V左右的时候,三极管的BE结击穿,形成了一个通路,电解电容放电,电流就能流过LED,LED它就亮起来了。电解电容放电后,电容两端的电压下降,当低于三极管BE结的击穿电压后,BE结就截止,电路就断开了,没有电流流给LED,LED就熄灭了。然后电解电容又被充电到7V左右,就又进入了下一轮的导通-截止,导通-截止……这样这个LED它就亮灭亮灭了。
当然,以上我给大家的原理分析是通俗易懂的讲法,是不严谨的,实际上如果直接将三极管替换成稳压管的话,电路显然是不会振荡的!
严谨来说,这个电路的原理是利用了三极管的负阻特性(说简单点就是,器件两端的电压增加了,电流却减小了!跟普通电阻的特性相反,因此叫负阻特性),类似于BT33的工作原理。也就是说,反接的eb极击穿后,大量载流子到达基区,会形成一个内基极电流,可维持一个反接的放大电路,ec极的电流和电压形成负阻特性,载流子消耗完了,管子就截止了,进入下次循环,反接三极管,eb结的击穿电压低,在7伏左右,所以电路能工作。
在上面的动图中,电解电容充电的时候,电流表指针是往右边偏转的,当电解电容放电的时候,指针是往左边偏转的…?