晶體管并用三極管做一個(gè)簡(jiǎn)易觸摸開(kāi)關(guān)圖解

Audion是一種三極真空管，有三個(gè)接頭：陽(yáng)極（Anode）、陰極（Cathode）和控制柵（control grid）。當(dāng)電流通過(guò)燈絲（陰極）時(shí)會(huì)將之加熱，使得燈絲放出電子流。帶負(fù)電的電子會(huì)被Audion正極板（陽(yáng)極）吸引。德富雷斯特的創(chuàng)舉便是在燈絲與正極板之間加入以電線做成的控制柵，會(huì)隨電壓大小而改變帶負(fù)電荷的多寡。當(dāng)訊號(hào)通過(guò)柵格的強(qiáng)度改變，就能控制燈絲與正極之間通過(guò)的電子數(shù)。這就是真空管放大器放大訊號(hào)的原理──可以用較小的訊號(hào)來(lái)控制較大的電壓！

從真空管到晶體管

當(dāng)工程師發(fā)現(xiàn)放大器有多好用后，就立刻將之運(yùn)用到無(wú)線電、電話系統(tǒng)、科學(xué)儀器上等許多設(shè)備上。在接下來(lái)的五十年里，有上千萬(wàn)甚至上億支真空管被生產(chǎn)出來(lái)。然而，真空管有著許多缺點(diǎn)──又大、又貴、又燙。

因此，到了1945年，美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室集結(jié)了一群科學(xué)家，希望能找到能替代真空管的方案。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)后來(lái)發(fā)明出了另一種放大器，也就是晶體管。和真空管相同，使用硅制作的固態(tài)晶體管放大器也有三個(gè)部分。中間部分的電流能控制上部分和下部分之間更大的電流。現(xiàn)代的放大器使用集成電路制作，在一個(gè)電子元件中就包含了大量的晶體管。

以放大器制作的觸摸開(kāi)關(guān)

在這一期中，我們要使用由李?德富雷斯特做為先驅(qū)的電子放大器，打造一個(gè)觸摸開(kāi)關(guān)。我們會(huì)使用一對(duì)簡(jiǎn)單的固態(tài)晶體管（其實(shí)原則上，德富雷斯特的三極真空管也可以用在這個(gè)制作中）來(lái)放大流過(guò)你指尖的微小電流。

你的身體具有相當(dāng)?shù)碾娮瑁虼四銢](méi)辦法直接用手抓住兩條電線，接上低電壓（6伏特）直流電源來(lái)形成足夠?qū)ED點(diǎn)亮的電流。盡管如此，那并不表示完全沒(méi)有電流通過(guò)，只是因?yàn)槟愕钠つw有電阻（大約100,000歐姆，隨皮膚的清潔與干燥程度而有所變化），所以通過(guò)身體的電流非常微小。不過(guò)，如果這樣微小的電流可以被偵測(cè)到，并透過(guò)放大器放大，那你就可以用手指當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)點(diǎn)亮LED或打開(kāi)蜂鳴器。

請(qǐng)參考上面的電路圖來(lái)組裝你的觸摸開(kāi)關(guān)。如果你用的是 免焊面包板，這個(gè)制作就相對(duì)簡(jiǎn)單，只要參考這里的圖片就好。或者你也可以直接將元件焊接在一起。

1. 首先，請(qǐng)確定LED的正極，通常是比較長(zhǎng)的那根接腳。2. 將晶體管拿起來(lái)，平的面朝向你，腳朝下，左邊那支接腳是集極（collector）、中間那支接腳是基極（base）、右邊那支接腳則是射極（emitter）。3. 將第一晶體管射極接上第二晶體管的基極，并將第二晶體管射極接上面包板負(fù)極軌，第一晶體管基極用跳線接到面包板上沒(méi)有用到的一排上（見(jiàn)下圖）。

4. 在第一晶體管集極與面包板正極軌之間加上100kΩ電阻。將LED正極接到面包板正極軌，然后，請(qǐng)?jiān)贚ED負(fù)極和第二晶體管集極之間加上220Ω電阻（見(jiàn)下圖）。

5.接著，請(qǐng)將2條跳線垂直放在面包板上來(lái)打造觸摸開(kāi)關(guān)。一條放在面包版正極軌，另一條垂直跳線接到第一晶體管基極上面的小跳在線。你也可以將LED與蜂鳴器并聯(lián)。最后，將6V電池座連接至面包版的正極軌與負(fù)極軌上（如下圖）。

放大吧！

在這個(gè)電路中，放大器彼此串聯(lián)放大訊號(hào)，將原本的電流放大了幾百倍。當(dāng)你同時(shí)按住連接6V電軌的裸線和連接100K電阻的晶體管基極時(shí)，微小的電流會(huì)從電池流過(guò)你的手指，再流到晶體管基極。

電流先由第一晶體管放大，接著再由第二晶體管放大，最后足夠?qū)ED點(diǎn)亮并讓蜂鳴器響起。恭喜你，你完成了你的自制電流放大觸摸開(kāi)關(guān)了！

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