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分析一个简单好玩儿的闪烁灯电路

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闪烁灯电路

这个电路呢,是无意中在头条中发现的。但是呢,原解说者对这个电路的解析是错误的。

原解说者说这个电路是这么一个工作流程:当电路上电后,3V电压经过R1对C1进行充电,因为C1两端的电压不能突变,所以此时Q1和Q2是截止的。当C1的充电电压到达0.7V时,Q1导通,继而Q2也会导通,LED亮起。然后C1开始放电,当放电电压低至0.5V时,Q1截止,继而Q2也会截止。然后电路周而复始,LED出现闪烁的情况。

猛地这么一看,好像是这么回事,但是呢?真的是这样吗?实际根本不是这样。

如果说电路中R1对C1充电,但是根据电路结构分析,R1与Q1发射结的路径压降是小于C1与LED路径压降的。电路中,只要电压高于0.7V,Q1的发射结就会导通,因为发射结可以等效为一个二极管。而C1与LED的路径,其导通电压需要高于LED的导通电压2.2V左右才会有电流通过。可以看下面的等效图:

等效图1

可以很明显的看到,如果电路加电,通过R1的电流会被压降0.7V的二极管吸收,压降2.2V的LED无法导通,所以不存在电流,C1也就无法充电。所以不存在C1被充电一说,也就是说原解说者对上电的第一个动作的解说就是错误的。

原解说者又说C1会放电,那么,放电回路是谁呢?根据解说者的理论,电容器此时应该是上正下负的一个状态,那么放电就需要从正极开始放电,大家看下面的等效图:

C1放电等效图

因为LED无法反向导通,又加之C1的负端(实际为正端,此处依解说者标准)只连接到LED,另外所连接的三极管也是无法反向导通的,所以实际上C1是不存在放电回路的。既然没有放电回路,那么何来的放电呢?所以说C1会放电到0.5V后Q1截止也是错误的。

综上来看,整个解说都是错误的。那么正确的电路分析是什么呢?

电路上电后,3V通过R1驱动9013微弱导通,微弱导通的9013会驱动9012迅速导通。然后导通的9012会对LED供电,同时会在LED上端产生一个2.2V以上的电压。这个电压不仅驱动LED点亮,而且还会对C1进行充电。这时,C1才是起到充电的作用,而且可以看到,C1正极朝下是有原因的。C1的充电电流会使得9013导通加剧,继而9012导通程度更深,这样就产生了一个强烈正反馈的效果。当C1充电完毕后,充电电流消失,那么此时的电路会是这样一个结构:

等效图2

可以看到,充满电的C1就像一个小电池,电池的正极由D5连接到9013的发射极,小电池的负极连接到9013的基极。这样一来,就会导致9013的发射极电位高于基极电位。9013自然就会截止。然后,3V电源对通过R1电阻对C1进行放电,当放电低于0.7V时,9013基极电位再次高于发射极电位,于是再次发生正反馈现象。电路就是这样工作的。

这个电路做出来后,LED即使在不闪的情况下也会微亮,就是因为C1的充电电流导致的。

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