【文章內(nèi)容簡介】 電的變換[7]。駐極體話筒具有結(jié)構(gòu)簡單，電聲性能好，價格低廉，體積小，應用非常廣泛的特點。由聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和場效應管兩部分組成。它的電路的接法有兩種：漏極輸出和源極輸出。源極輸出有三根引出線，源極S經(jīng)電阻接地，漏極D接電源正極，再經(jīng)一電容作信號輸出；漏極輸出有兩根引出線，漏極D經(jīng)一電阻接至電源正極，再經(jīng)一電容作信號輸出，源極S直接接地。因此，在使用駐極體話筒之前首先要對其進行極性的判別。（3）駐極體話筒的檢測方法方法一：因為在場效應管的柵極與源極之間接有一只二極管，因而可利用二極管的正反向電阻特性來判別駐極體話筒的漏極D和源極S。將萬用表撥至R1kΩ檔，黑表筆接任一極，紅表筆接另一極。再對調(diào)兩表筆，比較兩次測量結(jié)果，阻值較小時黑表筆接的是源極，紅表筆接的是漏極。方法二：將駐極體話筒加上正常的偏置電壓，將萬用表撥到Rx100檔，用兩表筆分別接兩芯線，相當于給內(nèi)部漏極、源極間加電壓，此時，萬用表指針應在一定的刻度上。然后對話筒吹氣，如果指針有一定幅度的擺動，說明駐極體話筒完好，如果阻值為零，則話筒內(nèi)部短路。如果直接測試話筒引線無電阻，說明話筒內(nèi)部可能開路。如果無反映，則該話筒漏電。圖33 駐極話筒的結(jié)構(gòu)圖 白天，因為光控電路阻斷，所以，無論多大聲，燈都不會亮。到夜晚，光控電路導通，當人走動的腳步聲傳到傳聲器MIC時，聲波轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)三極管Q3放大，使燈亮。若聲控靈敏度偏低，可增大R10阻值，或換高放大倍數(shù)的三極管。本系統(tǒng)放大整形電路設計結(jié)構(gòu)如圖34所示。以接受光的信號而將其變換為電氣信號為目的而制成之晶體管稱為光敏三極管,也叫光電三極管,英文名是Photo Transister。光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。 通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補償和附加控制等作用[8]。圖 34 放大整形電路設計結(jié)構(gòu)圖當具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當于β倍的信號電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射極，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。雖然重點學習了晶體管的放大作用，但是作者對晶體管的開關作用更感興趣。半導體就像一個開關，可以通過導通與截止來控制電路。半導體通過添加一部分微量元素會使其特性發(fā)生翻天覆地的變化。光敏晶體管就是一種重要的衍生物。視覺是人體最重要的感覺，因此，作者覺得通過光來控制電路真是太精妙了，而光敏的二極管三極管恰好就完成這個任務。因為光敏三極管由于還具有放大作用，因此應用比二極管更加廣泛。 光敏三極管用于測量光亮度，經(jīng)常與發(fā)光二極管配合使用作為信號接收裝置。對于半導體二極管和三極管，通過解了晶體管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把正塊半導體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種，從三個區(qū)引出相應的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。光敏三極管一般在基極開放狀態(tài)使用(外部導線有兩條線的情形比較多)，而將電壓施加至集極、射極的兩個端子，以便將逆偏壓施至集極接合部。在此狀態(tài)下，光線入射到基極的表面時，受到反偏壓的基極、集電極間即有光電流(Iλ)流過，發(fā)射極接地的晶體管的情形也一樣，電流以晶體管的電流放大率(hfe)被放大而成為流至外部端子的光電流(Ic)，為便于了解，請參照圖35 所示達林頓晶體管工作情況；電流再經(jīng)過次段的晶體管的電流放大率被放大，其結(jié)果流至外部導線的光電流即為初段的基極、集極間所流過的光電流與初段及后段的晶體管的電流放大率三者的積[9]。 圖35 達林頓晶體管工作情況（1）光敏三極管的結(jié)構(gòu)及外形最普遍的外形如圖36 所示。罐形封閉(Can seal)之光敏三極管多半將半導體晶方裝定在TO18或TO5封裝引腳座后，利用附有玻璃之凸透鏡及單純的玻璃窗口的金屬罩封閉成密不透氣狀態(tài)。（2）光敏三極管的種類，可以區(qū)分為罐封閉型與樹脂封入型，而各型又可分別分為單純附有窗口的型式及附有透鏡的型式。就半導體晶提來說，材料有鍺(Ge)與硅(Si)，大部份為硅[10]。在晶方構(gòu)造方面，可分為達林頓晶體管型與普通晶體管型。再從用途加以分類時，可以分為需要直線性的光敏三極管與以交換動作為目的的光敏三極管，但光敏三極管的主流為交換組件，需要直線性時，通常使用光二極管。 罐封閉型(玻璃窗口) 罐封閉型(玻璃透鏡)樹脂封入型(平導線透型) 樹脂封入型(單端窗) 圖36光敏三極管的結(jié)構(gòu)及外形（2）光敏三極管的種類，可以區(qū)分為罐封閉型與樹脂封入型，而各型又可分別分為附有透鏡的型式及單純附有窗口的型式。就半導體晶提來說，材料有硅(Si)與鍺(Ge)，大部份為硅[10]。在晶方構(gòu)造方面，可分為普通晶體管型與達林頓晶體管型。再從用途加以分類時，可以分為以交換動作為目的的光敏三極管與需要直線性的光敏三極管，但光敏三極管的主流為交換組件，需要直線性時，通常使用光二極管。（3）光敏三極管的選用在實際選用光敏三極管時，應注意按參數(shù)要求選擇管型。如要求靈敏度高，可選用達林頓型光敏三極管；如要求響應時間快，對溫度敏感性小，就不選用光敏三極管而選用光敏二極管。探測暗光一定要選擇暗電流小的管子，同時可考慮有基極引出線的光敏三極管，通過偏置取得合適的工作點，提高光電流的放大系數(shù)。例如，探測103勒克斯的弱光。部分國產(chǎn)光敏三極管參數(shù)如下表31： 型號允許功耗mW最高工作電壓 U/V暗電流 I/μA光電流 mA峰值響應波長 μm測試條件I=IU=U1000IXU=10V3DU1170≥10≤~13DU1250≥303DU13100≥503DU13100≥100≤~13DU2130≥10≤1~23DU2250≥303DU23100≥503DU3170≥10≤≥23DU3250≥303DU33100≥503DU5130≥10≤≥表31 部分國產(chǎn)光敏三極管參數(shù)本文的光敏三極管Q4選用的是暗電流Id較小，光電流Ic較大的3DU51。所謂光控就是利用光敏三極管對不同光照呈現(xiàn)的阻抗不同，對時基電路555的四腳進行高低電平的控制，或處于等待觸發(fā)狀態(tài)，或處于強制復位狀態(tài)。夜晚光暗，此時Q4呈高阻而截止，Q5無偏置電流，呈截止狀態(tài)。555的4腳呈高位，使555觸發(fā)器處于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)狀態(tài)，此時如果有聲響，經(jīng)拾音，放大，倍壓整流后，正極性信號使Q1飽和倒通，下跳變信號加之555的二腳使555翻轉(zhuǎn)置位[11]。3腳由原來的低電平變?yōu)楦唠娖剑s+），經(jīng)R7限流后觸發(fā)雙向可控硅SCR1并倒通，電燈點亮。白天光照Q4呈低阻，Q2正偏置而飽和倒通。其集電極電位，從而是555處于強制復位狀態(tài)，此時不管2腳有多大的觸發(fā)電平，555均不會翻轉(zhuǎn)置位?？煽毓璨粫|發(fā)倒通，電燈無電不亮。電路原理圖如圖37所示：圖37 光控電路原理圖以555為中心的延時電路多而常見，它電路結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少，工作穩(wěn)定。電容延時就是RC延時，利用電容的充放電調(diào)節(jié)RC時間常數(shù)來完成，一般要配合另外的一個觸發(fā)電路來達到延時控制，實際上555延時電路就是用的RC充放電。繼電器延時在強電領域有時間繼電器等，利用的是電磁原理。在弱電領域一般以固態(tài)繼電器為主，但是它也只是一種控制器件。另外在數(shù)字電路中，利用震蕩器和計數(shù)器也可以做成相當精確的延時電路。如果考慮成本，可以直接用RC延時，另外加上一個三極管就構(gòu)成了一個延時控制電路。如果考慮性能但又不是很高，可以用555。如果是在高精度的場合，如數(shù)字取樣等，那就要用數(shù)字式的延時電路。根據(jù)本設計的思想，應該使用更為簡單，更為便宜而且性能也比較可靠的555延時電路。 555定時器555定時器是一種將數(shù)字功能和模擬功能集為一體的中規(guī)模集成電路。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，使用卻非常靈活，也很方便，可以用它構(gòu)成多諧波振蕩器、施密特觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等。用555定時器構(gòu)成的各種電路，都是通過定時控制，實現(xiàn)信號的產(chǎn)生與變換，從而完成其他控制功能。一般用雙極性工藝制作的稱555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。 555 定時器性能可靠，成本低，只需要外接幾個電容、電阻，就可以實現(xiàn)施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于自動控制、電子測量、家用電器及儀器儀表等方面。它內(nèi)部包括一個放電管T及功率輸出級，一個RS觸發(fā)器，三個等值串聯(lián)電阻，兩個電壓比較器。它提供兩個基準電壓2VCC/3和VCC/3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS放電管和觸發(fā)器的狀態(tài)。在地與電源之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器A1的反相輸入端的電壓為 2VCC/3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC/3。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC/3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0電平。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。555定時器主要是與電阻電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容上的電壓以確定輸出電壓的高低和放電開關管的通斷，可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生電路。（1）555定時器的結(jié)構(gòu)各種555定時器的電路結(jié)構(gòu)大同小異，它由比較器C和C、基本觸發(fā)器和輸出級三個部分組成，外部共有8根引腳，各腳的名稱和功能如下：1腳為接地端，也是芯片的公共端；8腳為電源端V；3腳為信號輸出端V；7腳為放電端。如果經(jīng)過一個足夠大的電阻街道電源上那么放電端可獲得一個與輸出端相一致的電平。圖38 555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4腳為直接復位端。只要在此輸入低電平，輸出端立即被置為低電平，不受其他輸入狀態(tài)的影響。正常工作時接高電平可直接接到電源上[12]6腳為C比較器的信號輸入端V又稱閾值段TH；2腳為C比較器的信號輸入端V又稱為觸發(fā)端。它們輸入的信號可以是數(shù)字信號也可以是模擬信號，分別與比較器所設置的參考電壓進行比較便于控制輸出狀態(tài)。5腳為控制電壓輸入端V。如果V端沒有外加電壓時兩個比較器的參考電壓，由電源電壓經(jīng)過三個等值電阻