晶体管延迟

我正在尝试为冰柜发出警报，以便如果门开着，大约1分钟后，就会响起警报。

我有一些类似于下面的示意图。当开关断开时，电容器开始通过晶体管的基极放电，但是我将LED与晶体管并联，因此当电容器放电时，LED点亮。这工作正常，但是我不能使延迟足够长的时间。如果我增加电容器值或晶体管的基极电阻，则延迟时间会更长，但是由于电容器放电速度较慢，因此LED / Alarm逐渐淡出，这是我不想要的。我希望警报/ LED尽可能突然亮起。

我有办法增加延迟，但使警报相对突然打开吗？

作为一个脚注，我不想使用任何IC（即555计时器）

您是直接从电池给电容器充电。因此，充电时间与产品RC有关，其中R只是电池的内部电阻。

尝试这样的事情：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在这里，我对基极电阻进行了分流，以便电容器通过其大部分充电。

这不仅实现了减慢电阻器充电速度的目的，而且还有另一个好处。释放开关时，C1仅通过1K电阻放电到晶体管的基极，导致放电快于电荷。我们不能使该电阻太小，因为我们需要保护晶体管的BE结不受放电电流的影响。

在仿真中，LED电流在1.5秒左右开始建立，并在1.8秒左右达到最大值。显然，这不是突然的。但是开通随着延迟的增加而增加。

为了更快地开启，我们需要添加另一个晶体管级。下一个电路具有与上一个电路类似的时间延迟，但是LED电流在70毫秒左右的时间跨度内更快地上升。

^{模拟该电路}

对于更长的快速开启时间，我们需要更多的收益。一种方法是用有源负载替换负载电阻。根据该电路的LTSpice模拟，它会产生55s的延迟，这时LED会在大约四分之一秒的间隔内上升。该图显示了电容器的充电（蓝色）与LED电流（绿色）的关系：

但是，它比某些基于IC的解决方案更加复杂。这种方法有利于满足业余爱好者的自我。（“我用分立元件来做的，这些都不是易于使用的运算放大器或定时器IC，而且看起来甚至还有电流镜和东西！”）。

^{模拟该电路}

我们可以进行一些小的更改，以使我们不需要庞大的充电电阻，而可以使用更小的电容器吗？是! 这是一种方法。我们可以通过在发射极中放置一个齐纳二极管（例如8.2V）来提高传输极Q1，以便在基极上有更高的开启电压。然后，一个100K的充电电阻器和一个470uF的电容给了我们一分钟的时间。通过提高电容器必须产生的电压，对于相同的RC值，我们可以获得更大的延迟。

^{模拟该电路}

要么增加已经有点大的电容器，要么减少晶体管的基极电流。第二种选择可以通过更改BC516的BC547（即所谓的“ 达林顿对 ”）并增加33k到1M电阻来实现。这将增加超时。

您提到的另一个问题是缓慢的褪色，最好用 Schmitt触发器。

对于像这样的长时间超时，其他解决方案更合适，但您必须转向IC才能降低复杂性。

为了使LED更清晰地导通，您需要增加电路的增益。对于使用IC的用户，将使用比较器电路将电容器电压与参考电平进行比较。一旦超过阈值，比较器的很高增益将导致输出快速变化并点亮您的警报LED。

由于您希望使用更简单的分立元件，因此增加电路增益的下一个最简单的方法是将两个NPN晶体管以达林顿配置连接起来。达林顿电路不会使输出晶体管完全饱和，因此您必须调整与LED串联的电阻以实现相同的LED亮度。

我将稍后为您发布修改后的图片。

如果使用MOSFET并将电阻从栅极接地

• MOSFET栅极根本没有消耗任何电流（您可以检测到）

• 电压衰减时间常数现在完全基于RC。

• 当Vcap下降至接近MOSFET Vgs_threshold时，就会发生关断。
  （更多有用的东西要学习:-)）。

确保MOSFET Vgs_max> 12V。许多约为20V。有些较低。

请注意，对于较大的R放电值，电容为1000 uF的电容器泄漏可能很重要。

但是，一个10 uF的钽电容和一个1M的电阻具有10 s的时间常数，因此可能会产生20+秒的延迟。一个47 uF的电解电容和1M可能起作用。

如果可以接受IC，那么您将爱上以自激振荡模式使用CD 4060所能实现的目标-见图12。