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衙僻路
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1 崑山科技大學電機工程系觸控電路 Touch Control Circuit 學生 : 蔡幸昆 C930J044 余金記 C930J045 許博倫 C930J064 指導老師 : 電機系黃清池副教授中華民國 9 5 年 1 月

2 崑山科技大學電機工程系觸控電路 Touch Control Circuit 學生 : 蔡幸昆 C930J044 余金記 C930J045 許博倫 C930J064 指導老師 : 電機系黃清池副教授指導老師簽名 : 中華民國 9 5 年 1 月

3 觸控電路指導教授 : 黃清池製作學生 : 余金記蔡幸昆許博倫班級 : 二技電四 B 一前言觸控電路 Touch Control Circuit 顧名思義就是由我們人體來接觸觸控面板而形成開關控制的一種電路, 以傳統式按鈕開關來說其壽命不長且噪音大最重要的一點就是傳統開關切換時會導致電弧的產生, 本專題就是製作一種極靈活的電子開關只要我們用手輕輕觸摸它那塊小小的導電板, 它便可以被啟動, 這種控制器很容易製作, 其用途很廣, 諸如 : 防盜乘坐升降機家庭的燈飾電視機電風扇等等, 並且可用來增進許多電子裝置之性能, 也可以被加入現成的線路裏面, 已獲致某種特殊效果二製作方法 1. 了解有關觸控電路相關知識及動作原理 2. 收集其他有關資料 3. 購買元件 4. 插麵包板測試 5. Protel 畫電路圖洗電路板 6. 焊接元件於 PCB 板 7. 測試電路 8. 如動作正確即完成 9. 裝壓克力外殼保護人員三成果 1. 完成實體電路及外殼 2. 完成觸控電路簡要報告 3. 使用 Protel 畫電路圖且轉 PCB 板的圖 - 2 -

4 摘要觸控電路 (Touch control circuit) 顧名思義就是由我們人體來接觸觸控面板而形成開關控制的一種電路, 以傳統式按鈕開關來說其壽命不長且噪音大最重要的一點就是傳統開關切換時會導致電弧的產生, 本專題就是製作一種極靈活的電子開關只要我們用手輕輕觸摸它那塊小小的導電板, 它便可以被啟動, 這種控制器很容易製作, 其用途很廣, 諸如 : 防盜乘坐升降機家庭的燈飾電視機電風扇等等, 並且可用來增進許多電子裝置之性能, 也可以被加入現成的線路裏面, 已獲致某種特殊效果 - 3 -

5 目錄頁數簡要資料摘要第一章緒論第二章原理概述相關知識不同類型觸控電路系統之架構第三章電路說明電路圖動作原理保護裝置元件說明第四章電路成品第五章結論參考文獻

6 第一章緒論近年來, 由於房地產市場大好房子大量興建, 開關大量被廣泛使用, 然而人們不只對開關的外觀有興趣而已, 諸如 : 有人摸開關被電的.. 等, 對於開關使用的安全性也相對的注意起來了, 以下是我們製作這個專題並且要改善傳統單切開關缺點的研究目的有以下三點 : 1. 傳統式按紐開關會產生電弧和火花 2. 我們以小型的元件電路取代傳統的大型按鈕開關 3. 可消除電弧效應, 防止人員被電到, 確保人員的安全本報告共分五章, 第一章為前言, 旨在說明本報告之研究動機和研究目的 ; 第二章說明相關的原理和各類型觸控電路系統之架構 ; 第三章為動作原理及元件說明 ; 第四章為成品圖片 ; 第五章為結論 - 5 -

7 第二章原理概述 2-1 相關知識觸控電路 (Touch control circuit ) 顧名思義就是由我們人體來接觸觸控板而形成開關控制的一種電路, 此為一種極靈活的電子開關, 只要我們用手指輕輕觸摸它那塊小小的導電版, 他便可以被啟動這種控制器很容易製作, 其用途很廣泛, 諸如 : 防盜乘坐升降機家庭的燈飾電視機電風扇等等, 並且可用來增進許多電子裝置之性能, 也可以被加入現成的線路裡面, 已獲致某種特殊效果為何人體一碰觸控板, 控制電路就會動作? 這是個很不可思議的問題, 欲深入了解觸控電路之原理者, 對此問體不可不重視因此我們在這兒將要探討人體到底具有何種特性? 亦即我們要談論其觸發信號來源, 依觀點將他分為三種來源, 分別敘述於下 : 1. 人體收空間電磁波感應之 50Hz 之交流信號人類生活的整個空間, 其實充滿著無數的電場與磁場, 亦即電磁波, 人類亦因此收感應而帶電, 此點很容易證明當我們以手指觸及擴大機輸入端時, 喇叭便會發生頻率 50Hz 或是 60Hz 的叭叭聲, 這就是倍放大的人體處發信號源 - 6 -

8 2. 人體皮膚電阻, 被用來接通電路當使用三用電表 R*1k 或 R*10k 檔時, 雙手各按接一支測試棒時, 你會發現電阻值約有 1M 歐姆左右這就是證明人體也可被看成一較高值的電阻器, 而皮膚電阻與皮膚面積濕度有關 3. 人體具有 10~100P 之電容量做為耦合改變電路電容量人體既然是一種導電體, 其內部組織就是一種介質, 依據 C=ε(A/D) 而言, 可證明人體必含有電容量存在, 故不妨以較精密電容測試一下人體電容量其中,ε 是介電常數 ;A 是兩極板相對重疊之間的面積 ;d 是兩極板之間的距離, 計算而得, 數值越大表示電容所能容納的電荷越多 2-2 不同類型觸控電路系統之架構探討完觸控信號之來源後, 我們再來討論觸控電路到底有幾種, 综合各種不同觸控電路, 歸納起來可分為四種 1. 晶體式電路 : 一般均以人體 50Hz 或 60Hz 交流信號作觸發信號源, 故電路均以達靈頓方式接連, 一方面可提高輸入阻抗增加靈敏度, 另一方面可增加放大倍數 ß1ß2 2. FET 式電路 : 一般均以人體 50Hz 或 60Hz 交流信號作觸發信號源, - 7 -

9 因 FET 本身就具有較高輸入阻抗之優點, 故使用較普遍 3. OPA 式電路 : 一般均以人體電容量做觸發信號源, 而 OPA 接成震盪電路, 改變震盪電容量而使電路工作, 此類型電路似乎較少見 4. 數位式電路 : 一般均以人體皮膚電阻做觸發信號源, 來做為數位電路前或後緣的脈波觸發信號, 此類電路有漸漸廣受歡迎的趨勢, 最後觸控電路有個重要的要求就是必須具備準確而高穩定度的控制 - 8 -

10 第三章電路說明本專題為晶體式電路, 以下為說明 ; 3-1 電路圖 3-2 動作原理 1. 觸控電路部份由 Q1 與 Q2 所組成的達靈頓對, 其集極供應電壓由 AC110V 經 D1 整流後, 經 R4 與 R3 分壓, 再由 C2 濾波為直流電源, 電源開關則由 SCR 與電磁開關所組成, 而 D1 整流後之脈動直流供應 SCR 陽極電源 2. 當 T.P 板受人體手指觸摸時, 人體所感應的 60Hz 交流信號經 R1 流入 Q1 基極,Q1 為 ON,Q2 也為 ON, 再由 D2,R5, C3 半波整流, 使呈現在 C3 兩端電壓經 VR1 與 R6 適當分壓而 - 9 -

11 觸發 SCR 導通, 電磁開關動作當移開 T.P 板時,SCR 轉為 OFF, 電磁開關不動作 3-3 保護裝置其中 R1 為 10M 的高電阻值, 用以隔離交流電, 確保人員之安全, 而 C4 R7 藉以吸收電磁線圈所產生之湧浪電壓, 進而保護 SCR 一. 達靈頓對利用共集極電晶體 (CC) 作為另一個共集極電晶體 (CC) 的負載, 稱為達靈頓對 ; 且達靈頓放大器是另一種型式的直接耦合放大器, 電晶體間以直接方式串接, 沒有加上任何耦合元件這樣的電晶體串接型式最大的作用是 : 提供高電流放大增益達靈頓對的特性有 : 1. 高電流增益 2. 電壓增益 1 3. 高輸入阻抗 4. 低輸出阻抗 5. 漏電流影響極大, 造成電路不穩定如下圖所示, 兩級放大器元件同為 NPN 型電晶體, 將前級電晶體的射極電流直接引入下一級的基極, 當作下級的輸入因為使用相同類型的電晶體, 所以稱為同型達靈頓連接而使用 NPN 與 PNP 電晶體相互串接達成達靈頓的特性, 則稱為異型達靈頓

12 NPN PNP 同型達靈頓異型達靈頓二. 湧浪電壓保護電路浪湧電壓保護電路為抑制加於電晶體的突波電壓, 保護電晶體突波電壓的原因如圖 (a) 所示係由通路的配線電感產生配線電感圖 (a)

13 電晶體交換時, 配線電感流動的電流急激變化, 發生突波電壓欲使不會發生突波電壓, 配線電感便小就可以, 如 AC 伺服電動機用變頻器比較小容量 ( 幾 kw 以下者較多 ) 者, 構造設計要好好做, 配線電感能小, 無浪湧電壓保護電路或如圖 (b) 所示大多只附 0.1~1uF 程度的頻率特性良好的電容器 ( 例如 : 聚丙烯電容器 ) 解決圖 (b) 圖 (C) 同圖 (c) 為 (b) 的電路電壓變成振動性時, 為了該電壓能快速衰減而作成 RC 浪湧電壓保護電路電阻希望使用無電感電阻更進一步 (d) 為了防止電阻引起電壓上升, 而有並聯二極體的 RCD 浪湧電路圖 (d)

14 電容的放電同過電阻到直流電壓採用電力模組, 配線電感能小, 到 (d) 的電路大多滿足, 大容量變頻器時此種作法有困難, 各個的電晶體也有採用連接浪湧電壓保護電路的 (d)~(g) 者 (f) 與 (g) 的不同為電容的電壓, 電晶體 ON 時是否放電到 0,(f) 與 (g) 比較突波電壓抑制效果大, 浪湧電壓保護電路的損失也大電晶體的逆偏壓 SOA 得到改善, 現在大多採用 (g) 的浪湧電壓保護電路圖 (e) 圖 (f) 圖 (g) 3-4 元件說明矽控制整流器(SCR) ( 一 ) SCR 之名稱結構與符號 1. 矽控整流器英文名稱為 (Silicon-controlled rectifier), 取三個英文字的第一個字母, 簡稱為 SCR 它能耐高溫, 承受高功率, 目前在工業界使用最普遍, 包含有電源調整馬達轉速控制相位控制調光時間延遲電路等等, 是所有特種半導體元件中最突出的, 也是被使用最廣泛的,SCR 可說是工業電子中

15 的主流 2. SCR 的外型視其承受的功率大小而有所區別, 如圖一所示為其不同的外形與種類,(a) 圖為適合於中功率以下的電路使用, 而 (b) 圖為適合於較大功率之電路 (c) 圖為 SCR 的橫截面圖, 其三個端子分別為陽極 A (Anode) 陰極 K (Cathode) 閘極 G (Gate) 圖一 SCR 的外型與種類 3. SCR 內部結構係由 PNPN 四層半導體材料所組成的三端子元件如圖二 (a) 所示,J J 與 J 為其三處 P-N 接合面, 陽極 A 連接在外層的 P 型材料上, 陰極 K 連接在外層的 N 型材料上, 而閘極 G 則連接在內層的 P 型材料上在基本上 SCR 可被看成為兩個 PNP 與 NPN 三層半導體材料連接起來, 其等效電路如圖 (b) 所示而圖 (c) 則為 SCR 的電路符號

16 圖二 SCR 的結構等效電路與符號 ( 二 ) SCR 的基本特性 1. SCR 為一種單向導電元件, 除其整流特性可以由閘極 G 來控制外, 其餘與一般 P-N 二極體整流器並無兩樣故欲使 SCR 導通必須同時滿足下列兩個條件 (1) SCR 須工作於順向偏壓, 且所加的電壓必須適當及陽極 A 對陰極 K 一定要是正電位, 才能使 P-N 接合面 J 1 與 J 受有順向偏壓但 J 接合面仍處於逆向偏壓, 故 SCR 還是不導通, 被視為開路 2 3 (2) 閘極須受有正極性電壓, 當 A-K 間已受有順向偏壓, 而閘極 G 在受有正電壓時, 即可使 J 接合面成為順向, 而使 SCR 2 轉為導通狀態, 被視為短路此兩條件, 即是 SCR 產生 TURN ON, 缺一不可, 因此, 控制

17 正電位何時到達 SCR 的閘極 G, 就可控制 SCR 的整流特性 2. 至於 SCR 如何構成導通呢? 請參考圖二 (b) 所示的 SCR 等效電路, 將 A-K 接上順向偏壓時,Q 1 PNP 與 Q 2 NPN 兩個電晶體均不構成導通, 當閘極 G 加有正電壓時,G-K 間產生偏壓電流, 而使 Q NPN 導通, 產生集極電流 I 即 Q 1 之基極電流 I 因 2 C2 B1 此, 也使 Q 1 PNP 成為導通, 而產生集極電流 I, 其集極電流 I 即 Q 之基極電流 I 如此, 電路構成一種再生作用, 在 C1 2 B2 Q 1 與 Q 之間不停地循環作電流放大, 最後始 Q 1 與 Q 均呈現 2 2 飽和狀態, 即 SCR 導通後, 流過 A-K 間最大的陽極電流為 I C1 A 3. 已經導通的 SCR, 因為內部 Q 與 Q 已構成循環電流放大, 而 1 2 不需 NPN 要再靠外加的閘極電流, 因此, 將加在閘極的正電位移開,SCR 仍然是維持導通的因此,SCR 的基本特性是, 閘極一但受觸發而使 SCR 導通後, 其閘極即失去控制 SCR 之能力 4. 如果以式子來說明 SCR 導電的條件, 敘述如下 : I : 即 I CBO, 電晶體 E 極開路時,C-B 極間加逆向偏壓時之 CO 漏電流, 其數值約為幾 μa 而已 α: 即電晶體基極接地式時之電流增益, 其值均小於 1, 但接

18 近於 1 因 I C =αi +I I B =I -I C =(1-α) E CO E I E -I CBO 由圖 (b)scr 等效電路得知 I =I =I, I =I, I =I E1 E2 A C1 B2 B1 C2 因 I =α I +I =α I +I C2 2 E2 2 CBO 2 A CBO2 I =(1-α 1 )I -I =(1-α 1 )I -I B1 E1 CBO1 A CBO1 α 2 I A +I CBO2 =(1-α 1 )I A -I CBO1 陽極電流 = I A I CBO I 1 + CBO ( α + α ) 當 (α 1 +α 2 ) 遠小於 1 時, 則 I 電流才只有幾十 μa 而已,SCR 呈現載流 OFF 狀態當 (α 1 +α ) 極接近於 1 或等於 1 時, 則 I 電流很大或達到飽和電流,SCR 呈現導通 ON 狀態故 A SCR 由截流轉為導通之條件為 (α 1 +α )=1 A 一般矽質電晶體以 α 均隨 I 之大小而變化, 在 I 小於某一數值時, 其 α 與 I 是成正比例變化當 I C 大於此一數值後, I 增加 α 反而減少, 如圖三 (a) 所示故我們可利用閘極電流 C C C C I ( 即 I ) 來控制 α 1, α, 使其滿足 (α 1 +α )=1 之導電 C B2 2 2 條件

19 另外 α 值亦可由 V 電壓來控制, 當 V 大於某一數值時, CE 將隨 V 增加而增加, 如圖三 (b) 所示因此, 增加 V ( 即增 CE 加 SCR A-K 間的電壓 ) 也能滿足 (α 1 +α )=1 的導電條件, 但須注意電晶體所能承受之最大電壓 ( 即轉態電壓 V FE ) 2 CE CE 圖三電晶體 α 與 I C,V CE 之曲線關係 ( 三 ) SCR 之特性曲線 1. 如圖四 (a) 所示為 SCR 基本電路,A-K 之間連接順向電壓 V AA,G-K 之間連接正電壓 V GG SCR 之 G-K 極正如電晶體的 B-E 極一樣, 同樣具有微小的順向電壓降 V ( 矽質為 0.5 ~0.7V, 鍺值為 0.1~0.3V), 而在 SCR 裏被稱之為閘極最小觸發電壓 V GG, 通常在零點 V 至幾 V 之間 BE 其最小觸發電流 I GT = VGT RG, 通常在十幾 μa 至幾 ma 之間,I GF 與 V GF 之特性曲線, 如圖四 (b) 所示於逆向區域,

20 G-K 不會導通的, 但外加的逆向電壓不能超過閘極最大逆向破壞電壓 V, 否則將會破壞 SCR 的 G-K 接合面於順向區域中, 當 V GG 的電壓達到閘極最小觸發電壓 V 時,SCR 的 G-K 極被觸發而導通, 但 V GG 的電壓不能超過閘極最大的順向電壓 V GF GR, 否則也將會破壞 G-K 接合面 GT 2. SCR 與二極體的特性曲線相類似, 只是其閘極可控制此曲線, 如圖四 (c) 所示為 I 與 V 的特性曲線當 A-K 之間加逆向偏壓時,SCR 為截止狀態, 此逆向電壓如果超過最大逆向破壞電壓 V BR (R-everse Breakover Voltage) 時, 將會使 SCR 損壞, 此區域稱逆向截止區 (Reverse Blocking Region) 當閘極開路,A-K 之間加順向偏壓 V 時, 閘極電流 I C 為零, 慢慢增加 V 電位, 當 V 達到 A-K 間最大順向轉態電壓 V (Forward break-over voltage) 時, 陽極電流 I 大於 SCR 維持電流 I (Hold current),scr 因此成為導通狀態如 (c) 圖中的 H I,I,V 之曲線當閘極接有順向電壓時, 則 A-K 之 HO GO BFO 間所需要的順向轉態電壓 V 就跟著降低些, 而維持電流 I 也會跟著降低些如 (c) 圖中的 I H1,I G 1,V BF1與 I H 2,I 2,V 的曲線, 而其相互間的關係為 A AK AA AA AA BF BF A H G BF 2 I <I <I G, I HO >I >I, V FO >V >V GO G1 2 H1 H 2 BF1 BF

21 由此特性曲線得知, 陽極電流 I 在維持電流 I 以上, 才能保持 SCR 在導通狀態, 故此區域稱為順向導電區而陽極電流 I 在 0 至 I H 之間,SCR 為截止狀態, 則此區域稱為順向 A 截止區由此可知, 即使 I 與 V 都已達到導電條件, 而卻因負載電阻 R 選擇太大, 使 I 在 I 以下,SCR 仍然是不會導通的 G AA L A H A H 圖四 SCR 之基本電路與特性曲線 ( 四 ) SCR 的導通 (TURN ON) 與關閉 (TURN OFF) 1. SCR 導通方法如下 (1) A-K 極間加適當的順向偏壓, 使 I A 在 I H 以上

22 (2) G-K 閘極加適當的順向偏壓而閘極 G 接受觸發的方法有直流觸發, 交流移相觸發, 脈波觸發及高溫度觸發如圖五 (a) (b) 所示為直流觸發,(a) 圖為直接外加電流電壓來觸發閘極而 (b) 圖則由外加交流電壓經二極體整流轉變為直流電壓, 再經 V R 來觸發閘極 (c) 圖為交流移相觸發, 利用 R G RC 充放電指數關係, 產生電壓移相來控制 SCR 的觸發角 (d) 圖為脈波觸發, 由觸發電路產生一連串的脈波電壓來觸發 SCR 閘極至於高溫度觸發, 乃是由於 SCR 周圍溫度越高時, 其內部的漏電流便隨著增加, 使的經過陰極接面的閘極電流跟著提高當溫度達到相當的熱度時, 就足以使 SCR 產生導通因此, 這也說明, 當 SCR 周圍溫度越高時, 所需要的閘極觸發電流與電壓較低 ; 反之 SCR 周圍溫度越低時, 則所需要的閘極觸發電流與電壓較高

23 圖五 SCR 導通方法 2. SCR 關閉方法如下 : (1) 迫使 A-K 極間轉為逆向偏壓 (2) 迫使 I A 降至 I H 以下或零如圖六所示為 SCR 的關閉方法 (a) 為利用電容 C 在 SCR 導通時充滿電壓, 當開關 S 關閉時, 電容 C 原本充滿之電壓加至 SCR 之 A-k 極, 瞬間迫使 A-K 極間轉為逆向偏壓而關閉 SCR (b) 圖則為利 S 打開之後, 使 I 為零而關閉 SCR (c) 圖則為利用正脈波加至 Q 1 基極, 使 Q 達到飽和, 其 C-E 及飽和電壓 V CE(sat) 1 A, 約 0.2 伏特, 加至 SCR A-K 間, 迫使 I 的電流 A 在 I 以下而關閉 SCR H

24 圖六 SCR 關閉方法

25 ( 五 ) SCR 的主要參數 1. 電壓規格 V FOM 峯值順向阻塞電壓, 即 G 極開路時,SCR 所能承受的最大順向暫態電壓 V BF 順向轉態電壓, 即 G 極開路時, 使 SCR 導通的 A-K 極間電壓 PFV 峯值順向電壓, 即在任何條件下, SCR 陽極所能承受的最大順時正電壓 PRV 峯值逆向電壓, 即在任何條件下,SCR 陽極所能承受的最大逆向暫態電壓 V ROM 峯值逆向阻塞電壓, 即 G 極開路時,SCR 所能承受的最大逆向暫態電壓 V DRM 含有閘極電阻的峯值順向阻斷電壓, 即具有閘極電阻的 SCR, 其陽極所能承受的最大順向暫態電壓 V GF 閘極最大順向電壓, 即是閘極所能承受的最大順向電壓值 V GR 閘極最大逆向電壓, 即是閘極所能承受的最大逆向電壓值

26 2. 電路規格 I 最大順向有效電流, 即是 SCR 在指定的條件下, 所容許流 F 經 A-K 極間的最大順向有效電流 I 最大順向平均電流, 即是 SCR 在指定的條件下, 所容許流 DC 經 A-K 極間的最大順向平均電流 I 閘極最大順向電流, 即是在指定的溫度下, SCR 閘極所 GF 能承受的最大順向電流 I 維持電流, 即是 SCR 在指定的條件下, 其最低的陽極導電 H 電流, 其數值與溫度成反比, 在 120 C 時的 I 約為 25 C 的 H 一半二極體一. 半導體特性 (1) 金屬物體是單載體, 其電流是由電子流形成 ; 半導體是雙載體, 電流是由自由電子與電洞流形成 ο ο (2) 矽 (Si) 在 0 K 時能隙是 1.21ev, 在 300 K( 室溫 ) 是 1.1ev 鍺 (Ge) 在 0 ο K 時能隙是 0.785ev, 在 300 ο K 是 0.72ev (3) 本質半導體係一種沒有參雜其他元素之半導體, 其自由電子與電洞在任何情況下, 數目相同其費米階在禁帶中央

27 (4) N 型半導體 ( 施體 ) (i) 由矽或鍺等四價本質半導體摻入五價元素形成其摻入雜質多少可控制導電性其多數載體是自由電子 (ii) 五價元素有 :P( 磷 ) As( 砷 ) Sb( 銻 ) (iii) 其費米階靠近傳導帶 (5) P 型本質半導體 (i) 再本質半導體中摻入三價雜質而形成, 其多數載體是電洞其摻入雜質多少仍然控制其導電性 (ii) 三價元素有 :B( 硼 ) Ga( 鎵 ) In( 銦 ) Al( 鋁 ) (iii) 其費米階靠近價電帶 (6) 霍爾效應 (Hall effect) 可判別半導體是 N 型或是 P 型, 並可間接求出半導體內載體的漂移速度及載體濃度 (7) 半導體內有兩種電流, 一種是漂移電流, 另一種是擴散電流 (i) 漂移電流 (Drift current): 係由外加電壓驅動載體移動而形成, 固其電流大小及方向, 由外加電壓大小及極性決定

28 (ii) 擴散電流 (Diffusion current): 係由半導體內載體濃度不均勻所形成其載體移動方向係由濃度高處向濃度低處移二. 端子元件的特性 (1) PN 接合面的空乏區內沒有載體, 且有帶電體在 P 側有負離子 ; 在 N 側有正離子 (2) 二極體的逆向飽和電流 I ο 與溫度成正比, 但與逆向電壓大小無關 ο (3) 溫度每增加 10 C, 二極體的 I ο 增加 1 倍可依下式計算 : T2 -T1 ( ) ( ) 10 o T2 = Io T1 2 I (4) 二極體的 I 與 V 不是線性關係, 而是指數函數的非線性關係 (5) 二極體的交流順巷內阻 γ 可依下式計算 : Δ V 26 ~ 52mv γ = = Δ I I dc (6) 二極體電容可分為過度電容 (Transition capacitance) 及擴散電容 (Diffusion capacitance)

29 過渡電容 (C ): 係二極體接逆向電壓時, 其空乏區上所 T 形成之電容, 其容量與逆向電壓成反比擴散電容 (C ): 係二極體接順向電壓時所形成的電容, D 其容量與順向電流成正比 (7) 變容二極體 (Varactor) 係一種利用 C T 之二極體, 其正常工作應為逆向電壓一般應用於電視接收機支自動微調控制, 或調頻接收機之自動頻率控制系 (8) 齊納二極體 (Zener diode) 係一種工作於逆向電壓之二端子元件當其逆向電壓大於齊納電壓 V 時, 齊納二極體逆向導電導電後兩端電壓維持等於 V 故可應用於穩壓裝置促使齊納二極體逆向導電, 有兩種效應 (i) 纍增效應 ( 纍增崩潰 ): 係利用碰撞效應使電子脫離共價 Z Z 鍵而形成載體利用纍增效應的齊納二極體, 其 V > Z 6V, 為正溫度係數 (ii) 齊納效應 ( 齊納崩潰 ): 係利用電場作用力使電子脫離共價漸形成載體利用齊納效應者, 其 V < 6V, 為負溫度係數 (iii) 齊納二極體的額定 P D =V Z I ZMAX Z

30 (9) 透納二極體 (Tunnel diode) 係一種不具一般二極體特性的特種二極體, 主要用於高頻振盪放大或應用於數位脈波電路中其主要特性 : 3 (i) 摻雜濃度極高, 約 1 : 10, 常用材料為 Ge,GaAs (ii) 具負電組特性, 消耗功率很小 (10) 光二極體 (Photo diode) 係以光來控制二極體的逆向電流大小故 : (i) 正常應逆向工作 (ii) 其電流大小與逆向電壓幾乎無關, 與光照亮成正比 (11) 光伏電池 (Solar Cell) 係一種以供來補充電能的電池, 其二極體陽極為電池的正端, 陰極為負端其開路端電壓 V OC 及短路電流 I 大 SC 均與光照亮成正比但其能供給的電能並不 (12) 蕭基二極體 (Schottky diode) 係一種無儲存時間 (t ) 的元件, 其結構係以三價金屬與 N 型半導體結合而成 (13) 發光二極體 (LED) 係一種固體電燈泡, 其發光顏色 ( 頻率 ) 由其材料而定 ; 發光亮度則依順向電流大小而定 (14) 液晶顯示 (LCD) 係一種有機物質, 較 LED 顯示器省電 S

31 第四章電路成品下面的照片為本團隊洗壞 3 塊 PCB 板而產生出來並已焊上元件的完成品有上下兩層板的照片, 最後兩張為電路加裝壓克力裝飾且保護人員功用的上下兩層板的照片圖 4.1 成品元件圖

32 圖 4.2 背面電路圖圖 4.3 裝壓克力後成品圖

33 圖 4.4 裝壓克力後成品背面圖

34 第五章結論由於傳統開關有著壽命短, 噪音大, 切換時易產生電弧等缺點所以我們便製作一個能夠改善這些缺點的觸控開關, 雖然它手ㄧ離開觸控面板, 負載便跳脫了, 但只要加以改良, 加入自保持裝置, 它便能夠有很多的應用, 例如我們一開始提到的防盜裝置升降機等等當然便利商店的自動門也是很好的例子, 一般的自動們只要有人經過, 不管有沒有要進入, 他都會應感應而開啟, 但若是使用觸控式開關, 便不會有這樣的顧慮我們當初製作這個專題的理念便是如此由衷感謝指導教授黃清池老師一年來的悉心指導與教誨, 無論學業或待人接物方面均受益良多, 致使本專題得以順利完成, 在此獻上最誠摯的敬意

35 參考文獻 [1] 工業電子實習與運用 ", 標高圖書儀器有限公司 [2] 許溢适譯著, 劉昌煥校訂, AC 伺服系統的理論與設計實務 ", 文笙書局 [3] 林鵬飛劉益編著, 最新電子學精要 ", 百利圖書 [4] 教材資料庫 [5] 劉明彰劉超合編, 獵殺系列 - 電子學 ( 上 )", 鼎茂圖書出版股份有限公司

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ch05 物理系光電組二年級電子學單元七 BJT 電晶體授課老師 : 輔仁大學物理系副教授張敏娟 2015 spring 1 物理系光電組二年級電子學單元七 BJT 電晶體 BJT 電晶體基本原理 1 BJT 電晶體把 N 型和 P 型半導體, 再組合, 變成電晶體 BJT 電晶體是一個把訊號放大的元件 3 BJT 電晶體三端元件 4 BJT 有兩種組成 NPN 型 PNP 型 5 N