一個(gè)巧妙好玩兒的單鍵輕觸電子開(kāi)關(guān)電路

上面的圖就是此電路原理圖。在這里，我們以5V電壓作為電源電壓來(lái)解析一下工作原理。

下面上解析配套圖。

上面這張圖顯示的是默認(rèn)情況下各節(jié)點(diǎn)的電壓情況。默認(rèn)情況下，整個(gè)電路只有R1和R5在消耗電流。加之R1的阻值很大，使得消耗的電流極小，基本可以忽略不計(jì)，所以可以長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用在電路中而不用擔(dān)心電路的耗電問(wèn)題。R1和R5組成一個(gè)典型的分壓電路，中心點(diǎn)電壓為1.193V。此時(shí)，這個(gè)電壓會(huì)對(duì)C1進(jìn)行充電，充電回路為5V-R1-C1-R7-GND。此時(shí)，C1上被充有左正右負(fù)的1.193V的電壓。其他地方則通通=0V。

當(dāng)我們按下按鍵后，由于C1上是一個(gè)左正右負(fù)的電壓，這時(shí)，因?yàn)榘存I被按下，C1有了放電回路，C1就會(huì)開(kāi)始放電。放電回路為C1-KEY1-R6/C2/Q2-C1。其中R6、C2、Q2在電路中有并聯(lián)關(guān)系，則電流會(huì)同時(shí)經(jīng)過(guò)這三個(gè)器件。C1放電的結(jié)果是在R6上產(chǎn)生一個(gè)上正下負(fù)的電壓信號(hào)，這個(gè)電壓信號(hào)會(huì)導(dǎo)致Q2開(kāi)始導(dǎo)通，C2的介入是為了提高Q2導(dǎo)通的穩(wěn)定性（短暫存儲(chǔ)這個(gè)電壓信號(hào)，保證有效導(dǎo)通）。當(dāng)Q2導(dǎo)通后，Q1也會(huì)開(kāi)始導(dǎo)通。Q1的輸出端電壓會(huì)通過(guò)R3返送一個(gè)電信號(hào)至Q2基極，此時(shí)，整個(gè)電路處于一個(gè)穩(wěn)定的開(kāi)啟的狀態(tài)。電路會(huì)輸出一個(gè)大于4V的穩(wěn)定的電壓信號(hào)。

那么為什么說(shuō)巧妙呢？巧妙之處在于利用了電位差的翻轉(zhuǎn)來(lái)控制晶體管的導(dǎo)通與否。上面說(shuō)到，C1本來(lái)是左正右負(fù)的電壓。按下按鍵后開(kāi)始放電，Q2導(dǎo)通。那么，Q2導(dǎo)通后，會(huì)在R7電阻上有電流通過(guò)，流過(guò)的電流會(huì)在R7上產(chǎn)生一個(gè)電壓。這個(gè)電壓會(huì)大于4V。那么，此時(shí)C1會(huì)被左低右高的電位差形勢(shì)充電成為左低右高的狀態(tài)。這也是為什么這個(gè)電容器要用無(wú)極性電容器的原因。電解電容器雖然容量大，但是因?yàn)橛袠O性，所以是不適合用在這里的，會(huì)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)翻轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。再一個(gè)，容量過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致充電緩慢，使得開(kāi)關(guān)切換速度下降。當(dāng)我們?cè)俅伟存I后，C1再次開(kāi)始放電，不過(guò)因?yàn)槌潆姌O性的問(wèn)題，此時(shí)的放電回路反轉(zhuǎn)，成為右正左負(fù)，放電回路為C1-R6-KEY1-C1。這個(gè)放電回路會(huì)在R6上產(chǎn)生一個(gè)上負(fù)下正的電壓信號(hào)。由于這次C1的充電電壓較高，則放電產(chǎn)生的電壓信號(hào)也會(huì)較高，這個(gè)反向的電壓信號(hào)會(huì)使得Q2跳出導(dǎo)通的狀態(tài)，直接返回到截止的狀態(tài)。然后整個(gè)電路返回到了初始狀態(tài)。

電路中，工作的關(guān)鍵在于靈活使用了電容充放電流向。使得電壓信號(hào)來(lái)回翻轉(zhuǎn)，繼而控制了后級(jí)的晶體管導(dǎo)通或者截止。

留一個(gè)問(wèn)題，如果按鍵一直按著，那么這個(gè)電路會(huì)是什么工作狀態(tài)呢？是一直導(dǎo)通還是一直截止還是不停的開(kāi)啟關(guān)閉？