简 介: 使用三极管分析了一个简单而奇怪的电路B-E由反向击穿过程中的复阻抗特性形成的间歇振荡器。 : 、、
??看下面这个LED闪烁电路的彩色动图(GIF)它被它的简单电路所吸引,它确实不同于常见的单管振荡电路。
??无论是普通单管振荡电路, ,还是LC形成三点振荡电路,或通过变压器耦合冲击电路,三极管需要有一个基本的放大偏置工作状态,然后通过正反馈形成正弦冲击或多和谐冲击。
??但是下面的基础 震荡演示电路太奇怪了!
▲ 动画振荡器演示
??电路中的有源器件BC547没有正常偏置,其基极悬空。NPN三极管不按正常电压配置,集电极电位高于发射极,但发射极电位高于集电极。
??看到这个电路,大家都会问:这个电路真的能震荡工作吗!
▲ 振荡电路
??如果手头有一些相应的部件,可以方便地在面包板上建立实验电路。由于使用的晶体管型号和BC547不同,稳压电源9V没有看到电路震荡。
??当电压升高到12时V在电路中观察LED周期闪烁开始。
▲ 在面包板上建造的实验电路
??用示波器观察电路中的电解电容C1上的电压信号,LED串联限流电阻R2上的电压信号可以相应地振荡。
|黄线:发射极(e)信号|青:集电极(c)信号" width="480">
▲ 三极管集电极发射极信号波形|黄线:发射极(e)信号|青:集电极(c)信号
??当电源电压(12)V)通过R1(2.7kΩ)给C1(100uF)充电超过10V左右时,晶体三极管开始被击穿。电容电压便通过击穿后的三极管、R2、LED因此开始放电C电压开始迅速下降。
??随着C当1电压降低,放电电流降低一半时,三极管恢复截止日期。电路开始了一个新的循环。
▲ 三极管集电极发射极信号
黄线:发射极(e)信号
青:集电极(c)信号
??三极管的放大功能没有应用于这个振荡电路,而是应用于它C-E在引脚之间,被击穿后出现的负阻现象,即随过的电流增加,C-E相反,两端电压降低。
??三极管2显示在下表中N2222A的C-E电压与电流之间的关系。曲线的斜率为负,表示等效阻值为负。
▲ 三极管2N2222A C-E电压与流过电流的关系
??对于负阻器件,一些储能器件(电容器和电感器)可以并联形成振荡电路。下图是一个简单的LC正弦冲击电路。
▲ 利用2N2222A的C-E正弦振荡器之间的负阻建立
??对于半导体中的负阻是由于 Leo Easki研究。1973年,他获得诺贝尔物理奖,因为他在隧道二极管中发现了量子隧道效应。
??由该装置的负阻现象组成的脉冲振荡器的频率主要由外部储能装置的参数决定。在前电路中C1的容值被0取代.1uF,对应的震荡波形如下,震荡的频率升高到1.773kHz。
▲ 振荡电路中的集电极和发射极的信号
#!/usr/local/bin/python # -*- coding: gbk -*- #============================================================ # TEST2.PY -- by Dr. ZhuoQing 2020-11-03 # # Note: #============================================================ from headm import * from tsmodule.tsstm32 import * from tsmodule.tsvisa import * dp1308open(110) setv = linspace(9, 24, 100) gifid = 7 tspgiffirst(gifid) frqdim = [] for v n setv:
dp1308p25v(v)
time.sleep(1)
tspgifappend(gifid)
meter = meterval()
frqdim.append(meter[0])
tspsave('measure', v=setv, f=frqdim)
printff(v, meter)
dp1308p25v(5)
plt.plot(setv, frqdim)
plt.xlabel("Voltage(V)")
plt.ylabel("Frequency(Hz)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
# END OF FILE : TEST2.PY
#============================================================
电路的工作电压需要大于三极管C-E反向击穿电压电路才能够开始震荡。随着供电电压增加,当它超过一定电压之后,流过R1的电流就会使得三极管在击穿之后始终保持导通状态,电路也会停止震荡。
下面显示了工作电流从9V变化到19V,使用万用表测量R1信号的震荡频率。可以得到震荡频率与工作电压之间的关系曲线。
▲ 工作电压从9.5V到19V的变化过程
可以看出,只有在工作电压处于10.2V到18.5V之间时,电路才能够正常震荡。在这个范围内,震荡频率随着工作电压的增加而增加。
▲ 不同工作电压下输出信号的频率
v=[9.50,9.55,9.60,9.64,9.69,9.74,9.79,9.83,9.88,9.93,9.98,10.03,10.07,10.12,10.17,10.22,10.26,10.31,10.36,10.41,10.45,10.50,10.55,10.60,10.65,10.69,10.74,10.79,10.84,10.88,10.93,10.98,11.03,11.08,11.12,11.17,11.22,11.27,11.31,11.36,11.41,11.46,11.51,11.55,11.60,11.65,11.70,11.74,11.79,11.84,11.89,11.93,11.98,12.03,12.08,12.13,12.17,12.22,12.27,12.32,12.36,12.41,12.46,12.51,12.56,12.60,12.65,12.70,12.75,12.79,12.84,12.89,12.94,12.98,13.03,13.08,13.13,13.18,13.22,13.27,13.32,13.37,13.41,13.46,13.51,13.56,13.61,13.65,13.70,13.75,13.80,13.84,13.89,13.94,13.99,14.04,14.08,14.13,14.18,14.23,14.27,14.32,14.37,14.42,14.46,14.51,14.56,14.61,14.66,14.70,14.75,14.80,14.85,14.89,14.94,14.99,15.04,15.09,15.13,15.18,15.23,15.28,15.32,15.37,15.42,15.47,15.52,15.56,15.61,15.66,15.71,15.75,15.80,15.85,15.90,15.94,15.99,16.04,16.09,16.14,16.18,16.23,16.28,16.33,16.37,16.42,16.47,16.52,16.57,16.61,16.66,16.71,16.76,16.80,16.85,16.90,16.95,16.99,17.04,17.09,17.14,17.19,17.23,17.28,17.33,17.38,17.42,17.47,17.52,17.57,17.62,17.66,17.71,17.76,17.81,17.85,17.90,17.95,18.00,18.05,18.09,18.14,18.19,18.24,18.28,18.33,18.38,18.43,18.47,18.52,18.57,18.62,18.67,18.71,18.76,18.81,18.86,18.90,18.95,19.00]
f=[50.30,50.27,50.39,50.38,50.41,46.42,50.36,43.89,50.36,49.95,50.01,50.37,0.00,0.00,0.00,915.54,1117.30,1277.50,1380.10,1478.30,1582.70,1776.80,1887.20,1978.00,2056.40,2138.10,2220.90,2293.20,2485.40,2577.20,2658.40,2726.70,2803.30,2937.30,3024.80,3109.70,3174.90,3237.80,3311.20,3376.10,3529.20,3608.60,3684.80,3750.30,3810.60,3927.50,4006.60,4080.70,4141.30,4198.70,4263.20,4321.50,4461.30,4537.00,4602.40,4666.60,4721.40,4765.90,4902.60,4975.20,5036.00,5089.80,5149.80,5202.90,5258.40,5393.60,5463.10,5513.40,5546.70,5598.70,5733.40,5799.10,5848.70,5907.30,5957.20,6006.80,6127.70,6190.80,6255.70,6304.50,6338.00,6384.00,6508.50,6569.90,6622.40,6667.10,6717.40,6763.40,6876.70,6935.90,6974.90,7024.80,7069.30,7117.30,7230.80,7289.30,7340.00,7383.70,7426.30,7471.80,7518.30,7630.70,7672.40,7714.90,7763.00,7807.40,7905.30,7960.10,8012.50,8054.60,8094.40,8133.70,8175.20,8277.20,8323.20,8362.20,8400.50,8443.00,8532.50,8583.20,8630.80,8669.70,8706.50,8746.00,8786.40,8876.20,8920.30,8960.60,8996.10,9035.80,9071.60,9158.30,9204.90,9243.60,9278.10,9317.00,9383.80,9428.00,9467.30,9505.10,9536.80,9570.30,9606.40,9685.50,9727.20,9765.50,9798.90,9829.30,9863.40,9929.60,9969.20,10004.00,10037.00,10066.00,10095.00,10128.00,10197.00,10233.00,10267.00,10296.00,10322.00,10349.00,10410.00,10444.00,10469.00,10495.00,10521.00,10549.00,10609.00,10640.00,10670.00,10695.00,10717.00,10765.00,10796.00,10827.00,10852.00,10879.00,10907.00,10935.00,11030.00,11121.00,11384.00,17600.00,23479.00,27942.00,33336.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00]
为了获得更强的震荡信号,可以将多个半导体三极管串联起来,组成的震荡电路可以输出幅度更大的振荡信号。
▲ 使用串联的负阻抗器件提高震荡电路的输出功率
原理是原理,但是否能够给我们以美感和震撼,还需要有一颗别具匠心的心灵。下面是在头条号上有人将四个不同的振荡器驱动不同颜色的LED并联在一起形成的闪烁效果的电路。
▲ 直接焊接四个不同颜色的振荡电路
▲ 四个不同颜色的振荡器黑暗中闪烁的情况
- RC移项震荡电路
- BC547-NPN
- 动画振荡器演示
- 振荡电路
- 搭建在面包板上的实验电路
- 三极管集电极、发射极信号波形|黄线:发射极(e)信号|青色:集电极©信号
- 三极管集电极发射极信号黄线:发射极(e)信号青色:集电极©信号
- 三极管2N2222A C-E之间的电压与流过电流之间的关系
- 利用2N2222A的C-E之间的负阻建立的正弦振荡器
- 振荡电路中的集电极和发射极的信号
- 工作电压从9.5V到19V的变化过程
- 不同工作电压下输出信号的频率
- 使用串联的负阻抗器件提高震荡电路的输出功率
- 直接焊接四个不同颜色的振荡电路
- 四个不同颜色的振荡器黑暗中闪烁的情况