【文章內(nèi)容簡介】 R2 短路 )， R3=RF=∞(相當(dāng)于 R RF 開路 )時(shí)， Vout=∞。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖27(b)的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。實(shí)際上，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，其增益并非無窮大，而 Vout 輸出是飽和電壓，它小于正負(fù)電源電壓，也不可能是無窮大。從圖 27 中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電 路。 工作過程 本設(shè)計(jì)中電壓比較器由時(shí)基電路組成，在它的控制端接有一個(gè)穩(wěn)壓二極管 VS 所以將電路的復(fù)位電平定在 。發(fā)光二極管 VL 為充電指示器。下面我們來介紹一下時(shí)基電路的工作過程 ９ 圖 28 555 時(shí)基電路內(nèi)部等效電路圖 圖 29 555 時(shí)基電路等效功能電路圖 從 NE555 時(shí)基電路的內(nèi)部等效電路圖中可看到， VTlVT VT VT7 組成上比較器 Al，VT7 的基極電位接在由三個(gè) 5kΩ電阻組成的分壓器的上端，電壓為 ?VDD； VT9VT13 組成下 １０ 比較器 A2， VTl3 的基極接分壓器的下端，參考電位為 ?VDD。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，要求組成分壓器的三個(gè) 5kΩ電阻的阻值嚴(yán)格相等，以便給出比較精確的兩個(gè)參考電位 ?VDD 和 ?VDD。VTl4VTl7 與一個(gè) 。 VTl8VT21 組成一個(gè)推挽式功率輸出級，能輸出約 200mA 的電流。 VT8 為復(fù)位放大級， VT6 是一個(gè)能承受 50mA 以上電流的放 電晶體三極管。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作狀態(tài)由比較器 A A2 的輸出決定。 555 時(shí)基電路的工作過程如下：當(dāng) 2 腳，即比較器 A2 的反相輸入端加進(jìn)電位低于 ?VDD的觸發(fā)信號時(shí)，則 VT VTll 導(dǎo)通，給雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中的 VTl4 提供一偏流，使 VTl4 飽和導(dǎo)通，它的飽和壓降 Vces 箝制 VTl5 的基極處于低電平，使 VTl5 截止， VTl7 飽和，從而使 VTl8截止， VTl9 導(dǎo)通， VT20 完全飽和導(dǎo)通， VT21 截止。因此，輸出端 3 腳輸出高電平。此時(shí)，不管 6 端 (閾值電壓 )為何種電平，由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 (VTl4VTl7)中的 4． 7kΩ電阻的正反饋?zhàn)饔?(VTl5 的基極電流是通過該電阻提供的 )， 3 腳輸出高電平狀態(tài)一直保持到 6 腳出現(xiàn)高于?VDD 的電平為止。當(dāng)觸發(fā)信號消失后，即比較器 A2 反相輸入端 2 腳的電位高于 ?VDD，則VT VTll 截止， VTl4 因無偏流而截止，此時(shí)若 6 腳無觸發(fā)輸入，則 VTl7 的 Vces 飽和壓降通過 VTl3 截止，使 VTl7 飽和穩(wěn)態(tài)不變，故輸出端 3 腳仍維持高電平。同時(shí)，VTl8 的截止使 VT6 也截止。當(dāng)觸發(fā)信號加到 6 腳時(shí)，且電位高于 ?VDD 時(shí)，則 VTl、 VTVT3 皆導(dǎo)通。此時(shí)，若 2 腳無外加觸發(fā)信號使 VT VTl4 截止，則 VT3 的集電極電流供給VTl5 偏流，使該級飽和導(dǎo)通，導(dǎo)致 VTl7 截止，進(jìn)而 VTl8 導(dǎo)通， VTl VT2。都截止， VT21飽和導(dǎo)通，故 3 腳輸出低電平。當(dāng) 6 腳的觸發(fā)信號消失后，即該腳電位降至低于 ?VDD 時(shí)，則VTl、 VT VT3 皆截止，使 VTl5 得不到偏流。此時(shí)，若 2 腳仍無觸發(fā)信號，則 VTl5 通過 Ω電阻得到偏流，使 VTl5 維持飽和導(dǎo)通， VTl7 截止的穩(wěn)態(tài)，使 3 腳輸出端維持在低電平狀態(tài)。同時(shí)， VTl8 的導(dǎo)通，使放電級 VT6 飽和導(dǎo)通。通過上面兩種狀態(tài)的分析，可以發(fā)現(xiàn)：只要 2腳的電位 低于 ?VDD，即有觸發(fā)信號加入時(shí)，必使輸出端 3 腳為高電平；而當(dāng) 6 腳的電位高于?VDD 時(shí)，即有觸發(fā)信號加進(jìn)時(shí)，且同時(shí) 2 腳的電位高于 ?VDD 時(shí)，才能使輸出端 3 腳有低電平輸出。 4 腳為復(fù)位端。當(dāng)在該腳加有觸發(fā)信號，即其電位低于導(dǎo)通的飽和壓降 時(shí)，VT8 導(dǎo)通，其發(fā)射極電位低于 lV，因有 D3 接入， VTl7 為截止?fàn)顟B(tài)， VTl VT21 飽和導(dǎo)通，輸出端 3 腳為低電平。此時(shí)，不管 2 腳、 6 腳為何電位，均不能改變這種狀態(tài)。因 VT8 的發(fā)射極通過 D3 及 VTl7 的發(fā)射極到地，故 VT8 的發(fā)射極電位任何情況下不會(huì)比 電壓高。因 此，當(dāng)復(fù)位端 4 腳電位高于 時(shí)， VT8 處于反偏狀態(tài)而不起作用，也就是說，此時(shí)輸出端 3 腳的電平只取決于 2 腳、 6 腳的電位。 根據(jù)上面的分析， NE555 時(shí)基電路的內(nèi)部等效電路可簡化為如圖所示的等效功能電路。顯 １１ 然， 555 電路 (或者專 556 電路 )內(nèi)含兩個(gè)比較器 A1 和 A一個(gè)觸發(fā)器、一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)放電晶體管。兩個(gè)比較器分別被電阻 R R2 和 R3 構(gòu)成的分壓器設(shè)定的 ?VDD 和 ? 指示電路模塊 LED 被廣泛用于種電子儀器和電子設(shè)備中，可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機(jī)、錄像機(jī)等的遙 控器中 ,本設(shè)計(jì)中采用了以發(fā)光二極管為主的自動(dòng)充電器的充電顯示電路。 發(fā)光二極管的發(fā)光原理 圖 210 發(fā)光二極管的構(gòu)造圖 發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層 ，稱為 pn 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 數(shù)字電路控制 LED 燈指示電路工作過程 在自動(dòng)充電器的電路運(yùn)行中，當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時(shí) NE555 的 7 腳被懸空， 發(fā)光二極管PN 節(jié)導(dǎo)通 VL 發(fā)光指示電路在充 電。隨著充電不斷進(jìn)行，充電電池 G 兩端電壓逐漸升高，當(dāng) １２ 升至 時(shí)， NE555 復(fù)位，它的 3 腳輸出低電平，充電自動(dòng)終止，同時(shí) NE555 內(nèi)部放電管導(dǎo)通， 7 腳輸出低電平，發(fā)光二極管 PN 節(jié)自動(dòng)截止， VL 熄滅表示充電結(jié)束。 注： 由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強(qiáng)度及透明情況等不同，所以使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正向電流 IFm、最大反向電壓VRm 的限制，使用時(shí)，應(yīng)保證不超過此值。為安全起見，實(shí)際電流 IF 應(yīng)在 以下；應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓 VR0。 6VRm。 3 集成塊基本功能 NE555 NE555 是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。 NE555 的作用是用內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖。 １３ NE555 時(shí)基電路有兩種封裝形式有，一是 DIP 雙列直插 8 腳封裝，另一種是 SOP8 小型（ SMD）封裝形式。 NE555 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成 23 個(gè)晶體三極管 .17 個(gè)電阻 .兩個(gè)二極管 .組成了比較器 .RS 觸發(fā)器 .等多組單元電路 .特別是由三只精度較高 5k 電阻構(gòu)成了一個(gè)電阻 分壓器 ,NE555屬于 COMS 工藝制造 . 利用 NE555 可以組成相當(dāng)多的電路，例如家用電器控制裝置，報(bào)警器，門鈴，信號發(fā)生器，自動(dòng)控制裝置及其他應(yīng)用電路，這是因?yàn)?NE555 巧妙的將數(shù)字電子和模擬電子結(jié)合起來的緣故，下面我們將對其進(jìn)行介紹。 NE555 的外形圖 圖 31 NE555 的兩種封裝形 式 引腳介紹 圖 32 NE555 引腳圖 表 31 NE555 引腳功能介紹： 1 2 3 4 5 6 7 8 地 GND 觸發(fā) 輸出 復(fù)位 控制電壓 門限 ( 閾值 ) 放電 電源電壓Vcc １４ 下面是 NE555 的一個(gè)簡單應(yīng)用 圖 33 相片曝光定時(shí)器電路 三端集成穩(wěn)壓器 LM7809 概述 將線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護(hù)電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)外引線：輸入端、輸出端和公共端。 LM7809 美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的三端固定穩(wěn)壓集成電路，用于將輸入的電壓穩(wěn)壓為 9V 后提供給有關(guān)電路，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在音視頻設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其顯示器等各種電器上均有應(yīng)用。 表 32 LM7809 集 成電路的引腳功能及數(shù)據(jù) ： 三端穩(wěn)壓器管腳判斷： 在 78** ， 79**系列中最常用的是 TO220 和 TO202 兩種封裝，這兩種封裝的引腳功能及引腳序號如下圖： １５ 圖 34 三端穩(wěn)壓器（ 78， 79系列）管腳判斷方法 圖中的引腳號的標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到低的順序標(biāo)注的，引腳 ① 為最高電位， ③腳為最低電位， ② 腳居中。從圖中可以看出，不論 78 系列、還是 79 系列， ② 腳均為輸出端。對于 78 正壓系列，輸入是最高電位，為 ① 腳，地端為最低電位，為 ③ 腳。對于 79 負(fù)壓系列，輸入為最低電位，自然是 ③ 腳，而 地端為最高電位，為 ① 腳，輸出為中間電位，為 ② 腳。 此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第 ③ 腳相連，這樣在 78 系列中，散熱片和地相連接，而在 79 系列中，散熱片和輸入端相連接。用萬用表判斷三端穩(wěn)壓器的方法與三極管的判斷方法相同，三端穩(wěn)壓器類似于大功率三極管。 線性三端集成穩(wěn)壓器的分類 三端集成穩(wěn)壓器有如下幾種： 三端固定正輸出集成穩(wěn)