一个无接触火线零线判断电路，为什么三极管的基极没有偏置电压也能工作？

　　

　　

　　

　　一个无接触火线零线判断电路，为什么三极管的基极没有偏置电压也能工作？

　　原标题:一个无接触火线零线判断电路，为什么三极管的基极没有偏置电压也能工作？

　　首先感谢友邀请！下面电路图为题主问题配图。我的观点是:

　　1，在晶体管放大电路中，为了输出信号不失真，需要在基极加适当的偏置电流。而工作在开关状态下，就只有1、0两个状态，不存在开关信号失真问题，这时就不需要偏置电压。

　　2，这个电路为三级直接耦合放大电路，前两级为射极输出(共集电极)放大电路，其输入阻抗及总电流放大倍数极高，β≈β1×β2×β3。这样第一个与铜板连接的基极只要电压大于3倍Ube死区电压即可使3个晶体管导通，Ib1几乎不取电流。

　　3，钢板靠近火线绝缘外皮时，由于铜板与火线之间分布电容的作用，会使铜板与地之间产生感应电压，这个电压幅值较高，但阻抗非常大，不能提供较大电流，当这个电压加到b1上时，足以克服3个死区电压而使各晶体管导通，LED发光。

　　4，从c1接的高阻1MΩ，c2接100kΩ可以看出，第一级输入阻抗极高，这样它的输入只需电压信号，几乎不需要电流。这是这种电路能工作的关键。

　　欢迎文明评论！

　　个人观点，仅供参考，不当之处，批评指正。

　　2022.03.17 20:12 发布于北京。

　　这几个都是NPN管，导通条件是BE的电压大于0.7伏，而C的电压大于E的电压就可以满足了呀，伏安特性与二极管正向特性相同，也就是B端只要有正脉冲过来，BC端就是有正向偏置电压了，三极管就可以导通工作了，不一定要在BC之间加上一个电阻之类的外加你说的那种“静态偏置电压”，请关注：容济点火器

　　正向偏置电压能使三极管的电流增大，而反向偏置电压使电流减小。通常晶体管加正向偏置电压，这样输入阻抗较低，而电子管加反向偏置电压，输入阻抗高。对于NPN型三极管而言，一般的处于放大区的工作条件是Uc>Ub>Ue，并且Ub和Ue之间的电压差要大于发射结的初始导通电了压。虽然放大区也有很小一块区域是Uc＜Ub的，但那已经极其接近饱和区了（另外饱和也是一种导通状态），一般工作在放大状态下的三极管在设计上不会使它进入那个区域。

　　感谢邀请

　　这种电路设计的非常巧妙，用三个三极管做成达林顿管，使最后一级的IC电流大幅度放大，A×BxC的放大倍数。

　　第一级用的限流电阻是1M电阻，可以看出这里的电流非常小，而同时，最后一级的电流电阻才220Ω，可以肯定供电电压不大，流过三极管的电流也不大。

　　这个时候将铜条靠近电源线，零火线是交变的电流，交变的电流在铜条上感应出电压，(铜优良的低阻抗和屏蔽性能，也就是吸收磁感应的能力），这个还和铜条的大小有关，需要实验，只需要微小的电压就可以开启。

　　设计水平比较高，解释好解释，但要想到，确实不容易，厉害。??

　　依然感谢邀请回答该问题。

　　我觉得要想理解好这个问题要从两方面入手，第一是三极管的基本特性，第二是无接触的情况下基极偏置电压是如何产生的。

　　首先我们先要了解三极管的基本特性。如下图所示电路，是我用电脑仿真的一个三极管基极电流和导通电压Vbe的关系的说明图。

　　图中的R3和R4是可调节电阻，用来调节三极管的基极的偏置电压，在电阻比例为50%的情况下同过模拟万用表的测量，我们可以知道Ib=0.076mA，Ic=0.012A，Vbe=0.735V，经过计算可以发现Ic/Ib=158，这个恰恰是三极管2N3904的增益，此时可以说明三极管处于导通状态，并且输入电流进行了有效发大。调节R3的电位器，使输出电阻比例下降到10%,这样操作使基极电压增大，同时基极电流也随之增大，此时从万用表中得到如下数据Ib=0.147mA，Ic=0.023A，Vbe=0.755V，Ic/Ib=156，此时三极管依然导通，但是我们发现Vbe压降没有太大变化，即便Ib继续增大，Vbe依旧保持不变，所以可以证明该型号的三极管的导通电压为0.7V左右。同时Vbe是三极管很重要的一个参数，就如同二极管正向导通的压降一样，如果三极管想放大电流基极的输入电压必须大于这个0.7V。

　　有了这个理论依据后，就不难理解后面的问题了。以下两幅图是说明了BC547型号的三极管基极导通电压的依据。

　　从图中我们可以发现，当基极输入电压为1V时，LED没有亮，当基极输入电压为2V时LED灯亮起，说明BC547型号的三极管导通电压在1V到2V之间，经查阅资料Vbe为1.8V左右。导通之后测量得到三极管Q3的Ic=19.425mA，到此为止解答清楚了三极管的基本特性Vbe。

　　下面回答无接触为什么可以产生基极偏置电压，我们都知道火线里面是三相交流电的一项相电压，峰值在220V，题目中Q1的基极是一块铜片，这是问题的关键，我们如果理解电容的通交流的原理，现在就不难理解偏置电压从何而来了，铜片与火线还有火线外面的绝缘层恰好形成了一个简易电容，同时火线产生的还是交变电流，可以与铜片形成感应电动势（所形成的电势差一定大于2V，人体所能承受的最大电压为36V所以没有危险），进而会使铜片产生位移电流，这样三极管的输入电流Ib就顺理成章了，有了Ib，经过三个三极管的逐级放大LED指示灯亮起，因此可以用来判断哪一根是火线，哪一根是零线了。

　　2022年3月17日，来自海岛的果果尽心解答。

　　三极管的工作状态分为截止区，放大区，饱和区。在放大区工作的三极管基极设置静态偏置电压，是为了使其放大工作在相对线性的区域内，以减小放大信号的失真，并不是三极管工作的必要条件。

　　三级管只要在基极注入高于截止阀值的电压，就会进入导通状态，包括放大区和饱和区。对于硅材料的三极管，这个基极阀值电压一般是0.5V左右，是由硅半导体材料的特性决定的。

　　题中提到的三极管组合，虽然第一个管子的基极悬空，没有偏置电压，但它却可以用感应电压工作，感应电压轻易可以超过它的导通阀值，使第一个管子进入导通放大区，为第二个管子提供导通偏置电压，然后～进而第三个管子也同样导通。

　　组合三极管的放大倍数值，在这里是乘积的关系，即β近似＝β1*β2*β3。假设保守的说每个管子的β＝150，那么总的放大倍数是3375000倍！反过来算，点亮发光二极管假设需要10mA电流，那么第一个管子的基极感应电流只需0.003μA即可使第三个管子集电极上的发光管点亮。

　　所以这是一个放大倍数很大的三极管组合，灵敏度很高，用于感应探测电压。这个感应探测笔电路如果加了偏置电压，就会降低输入阻抗，进而降低探测灵敏度。还会使电池增加静态空耗电流，缩短电池使用周期。