三极管组成的触摸开关电路

 触摸开关是利用人手触碰开关面板上的金属片来完成开关动作，其工作原理大体可分为三种：利用人体导电的体电阻、利用人体感应的杂波信号、利用人体对地的泄漏电流等去触发电路工作。

    图1是利用人体导电的体电阻来触发电路工作的触摸音响开关。VT1、VT2构成电子开关，VT3与变压器T的初级绕组构成典型的电感三点式音频振荡器。M是一组触摸电极片，当人手未触碰M时，电阻R1上端被悬空，VT1处于截止状态，VT2导通，VT3基极被VT2对地短接，所以振荡器停振不工作。当人手触碰电极片M时，由于人体电阻的接入使M上下两金属片接通（因间隙很小，人体电阻为几十至几百千欧），VT1获得基流导通，VT2截止，其集电极输出高电平，即触摸开关开通，VT3构成的振荡器起振，扬声器B就发出响亮的“嘟—”音频叫声。人手离开电极片M，VT1立即由导通态转为截止态，电路回复到起始状态，即触摸开关关闭，B发声停止。

    本电路只有在人手按住电极片M时，电路才工作。故它适宜于儿童游艺玩具，如蒙着眼睛摸画像人的鼻子等游戏，可将电极片粘贴在画像人的鼻子上，当摸中了电路就会发声。本电路所有元器件无特殊要求，T可用小型晶体管收音机里的输出变压器，M可用罐头马口铁皮剪成圆片状，直径视游戏难度而定，直径愈大就愈容易摸到，然后沿圆片直径剪开成两片，将其粘贴在塑料等绝缘板上，两片电极相距愈近愈好，但不能相碰，绝缘板事先应开孔以便从电极片背后引出导线至电路板。

    图2利用人体感应的杂波信号来触发电路工作的延迟型触摸开关。VT1～VT3组成达林顿管用来放大人体感应的杂波信号，VT4、VT5组成简单的互补型低频振荡器。延迟电路主要由R1、R2与C1阻容元件构成。平时，因VT1基极悬空，达林顿管VT1～VT3均处于截止态，VT4因得不到所需的基极偏流，故振荡器停振，B无声。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号（主要是50Hz工频交流信号及无线电磁波信号等）由M送至VT1的基极，信号的正半周作为VT1的基极偏流，使VT1进入放大态，虽然人体感应的杂波信号相当微弱，但达林顿管有着极高的放大倍数，它为3个管子β值的乘积。所以能使VT3迅速进入导通态，其发射极输出高电平，一路经R2为振荡器VT4提供工作所需的基极偏流，使振荡器起振，B就发出报警声响；另一路则向电容C1充电，因充电时间常数很小，使C1很快就充至电源电压。人手离开M后，VT1～VT3立即恢复截止态，但C1储存电荷可通过R2继续向VT4发射结放电，使振荡器仍能维持工作，当C1电荷基本放完，扬声器B才停止发声，电路回复到原先的静止状态。电路延迟时间可通过调整C1或R1的数值来实现，一般不宜调动R2阻值，因R2的阻值大小不仅可改变延迟时间的长短，而且还会影响振荡器的发声频率。

    本电路由于设置了延迟功能，所以可用作触摸报警器，M为需保护的金属物品如门锁等，一旦有人触碰，电路将自动报警。C1在放电过程中其两端电压会不断下降，因而能使报警声响发生变调，更符合报警声响的需要。

    图3也是一个利用人体感应的杂波信号工作的触摸报警开关，该电路设计比较独特，它具有自锁功能，一旦人手触碰M后，扬声器B就会持续不断地发出报警声响，直至有关人员切断电源为止。电路也十分简单，但触发灵敏度极高。VT1、VT2构成触摸式模拟晶闸管电路，VT3、VT4为互补型低频振荡器。平时，模拟晶闸管关断，VT3、VT4停振，B无声。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号经R1注入VT2的基极，经放大后由集电极输出，反馈到VT1的基极，再经VT1放大，放大后信号由集电极输出又输入到VT2的基极，再进行放大……，周而复始，如此强烈正反馈使VT1、VT2迅速导通饱和，一旦进入导通态，电极片M就失去了控制作用，就好像单向晶闸管一旦导通，其门极就失去了控制作用，除非切断阳极电源。本电路也如此，只要人手一碰M，VT1、VT2就迅速导通，VT3、VT4起振报警，如要电路停止工作，只有切断电路工作电源。

    本电路具有很高的触发灵敏度，可用作触摸报警器，实际使用时可在VT2的基极与发射极间并接一按键开关，作为解警开关，按下此开关因短接VT2的发射结，模拟晶闸管VT1、VT2可立即关断。VT1、VT2要求漏电流尽可能小些，否则电路关不死。此电路刚接通电源时，因冲击电流的影响会发声不止，此时只要按一下解警按钮，即可解除警报。

    图4是一个利用人体泄漏电流组成的触摸报警开关，VD1、VD2、C4等组成电容降压半波整流稳压电路，输出约6V直流电压。VT2、VT3组成互补型低频振荡器，VT1为泄漏电流放大器。R1为安全隔离电阻。220V交流电的相线与零线必须按图所示连接，否则电路不能正常工作。当人手触摸M时，220V交流电经人体、M、R1、R2与大地构成回路，故人体泄漏电流经R1注入VT1的基极，使VT1迅速导通，互补振荡器工作，B发声报警。人手离开M后，VT1恢复截止，但C1储存电荷可继续维持振荡器工作，随着C1放电，报警声响还会产生变调效果。

    采用人体泄漏电流组成的触摸开关必须要确保使用者的绝对安全，本电路R1为高阻值电阻器，流过人体的电流小于用试电笔测电的漏电流，所以是十分安全可靠的，为了进一步提高安全性，R1可用两只

    2.7MΩ高阻值电阻串联代替。C4要求采用耐压400V以上的聚丙烯电容器。

    图5也是一个采用人体泄漏电流组成的触摸开关，其特点是它具有自锁功能，一旦触发电路将持续报警直至切断电源为止。图中HA为220V交流电铃，VD1～VD4构成桥式整流，输出直流电压经R1、R2分压，C1滤波为三极管VT供电。平时晶闸管VS处于关断态，电铃HA不响。当人手触摸M时，人体泄漏电流经R3注入VT基极，使VT迅速导通，C1储存的电荷就通过VT向C2泄放，使C2充电，因而使VS门极获得正向触发电压而开通，所以有交流电流经HA，使HA工作报警。当VS导通后，由于R4取值很小，因此有漏电流经晶闸管VS的阳极与门极通过R4向C2充电，使C2两端电压维持不变，所以人手离开M后，VS仍能保持开通状态，警铃声不息。只有按一下解警按钮SB，使电路失电，才能使电路复位。