晶体管并用三极管做一个简易触摸开关图解

Audion是一种三极真空管，有三个接头：阳极（Anode）、阴极（Cathode）和控制栅（control grid）。当电流通过灯丝（阴极）时会将之加热，使得灯丝放出电子流。带负电的电子会被Audion正极板（阳极）吸引。德富雷斯特的创举便是在灯丝与正极板之间加入以电线做成的控制栅，会随电压大小而改变带负电荷的多寡。当讯号通过栅格的强度改变，就能控制灯丝与正极之间通过的电子数。这就是真空管放大器放大讯号的原理──可以用较小的讯号来控制较大的电压！

从真空管到晶体管

当工程师发现放大器有多好用后，就立刻将之运用到无线电、电话系统、科学仪器上等许多设备上。在接下来的五十年里，有上千万甚至上亿支真空管被生产出来。然而，真空管有着许多缺点──又大、又贵、又烫。

因此，到了1945年，美国的贝尔实验室集结了一群科学家，希望能找到能替代真空管的方案。这个研究团队后来发明出了另一种放大器，也就是晶体管。和真空管相同，使用硅制作的固态晶体管放大器也有三个部分。中间部分的电流能控制上部分和下部分之间更大的电流。现代的放大器使用集成电路制作，在一个电子元件中就包含了大量的晶体管。

以放大器制作的触摸开关

在这一期中，我们要使用由李?德富雷斯特做为先驱的电子放大器，打造一个触摸开关。我们会使用一对简单的固态晶体管（其实原则上，德富雷斯特的三极真空管也可以用在这个制作中）来放大流过你指尖的微小电流。

你的身体具有相当的电阻，因此你没办法直接用手抓住两条电线，接上低电压（6伏特）直流电源来形成足够将LED点亮的电流。尽管如此，那并不表示完全没有电流通过，只是因为你的皮肤有电阻（大约100,000欧姆，随皮肤的清洁与干燥程度而有所变化），所以通过身体的电流非常微小。不过，如果这样微小的电流可以被侦测到，并透过放大器放大，那你就可以用手指当作开关来点亮LED或打开蜂鸣器。

请参考上面的电路图来组装你的触摸开关。如果你用的是 免焊面包板，这个制作就相对简单，只要参考这里的图片就好。或者你也可以直接将元件焊接在一起。

1. 首先，请确定LED的正极，通常是比较长的那根接脚。2. 将晶体管拿起来，平的面朝向你，脚朝下，左边那支接脚是集极（collector）、中间那支接脚是基极（base）、右边那支接脚则是射极（emitter）。3. 将第一晶体管射极接上第二晶体管的基极，并将第二晶体管射极接上面包板负极轨，第一晶体管基极用跳线接到面包板上没有用到的一排上（见下图）。

4. 在第一晶体管集极与面包板正极轨之间加上100kΩ电阻。将LED正极接到面包板正极轨，然后，请在LED负极和第二晶体管集极之间加上220Ω电阻（见下图）。

5.接着，请将2条跳线垂直放在面包板上来打造触摸开关。一条放在面包版正极轨，另一条垂直跳线接到第一晶体管基极上面的小跳在线。你也可以将LED与蜂鸣器并联。最后，将6V电池座连接至面包版的正极轨与负极轨上（如下图）。

放大吧！

在这个电路中，放大器彼此串联放大讯号，将原本的电流放大了几百倍。当你同时按住连接6V电轨的裸线和连接100K电阻的晶体管基极时，微小的电流会从电池流过你的手指，再流到晶体管基极。

电流先由第一晶体管放大，接着再由第二晶体管放大，最后足够将LED点亮并让蜂鸣器响起。恭喜你，你完成了你的自制电流放大触摸开关了！

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