CMOS 555 长效蓝色 LED 闪光灯

零件和材料

• 两节 AAA 电池
• 电池夹（Radio Shack 目录编号 270-398B）
• U1 - 1CMOS TLC555 定时器 IC（Radio Shack 目录 # 276-1718 或同等产品）
• Q1 - 2N3906 PNP 晶体管（Radio Shack 目录 #276-1604（15 包）或同等产品）
• Q2 - 2N2222 NPN 晶体管（Radio Shack 目录 #276-1617（15 包）或同等产品）
• CR1 - 1N914 二极管（Radio Shack 目录 #276-1122（10 包）或同等产品，请参阅说明）
• D1 - 蓝色发光二极管（Radio Shack 目录 # 276-311 或同等产品）
• R1 - 1.5 MΩ 1/4W 5% 电阻器
• R2 - 47 KΩ 1/4W 5% 电阻器
• R3 - 2.2 KΩ 1/4W 5% 电阻器
• R4 - 620 Ω 1/4W 5% 电阻器
• R5 - 82 Ω 1/4W 5% 电阻器
• C1 - 1 µF 钽电容器（Radio Shack 目录 272-1025 或同等产品）
• C2 - 100 µF 电解电容器（Radio Shack 目录 272-1028 或同等产品）
• C3 - 470 µF 电解电容器（Radio Shack 目录 272-1030 或同等产品）

交叉引用

电路课程 ，第 1 卷，第 16 章：“电压和电流计算”

电路课程 ，第 1 卷，第 16 章：“求解未知时间”

电路课程 ，第 3 卷第 4 章：“双极结晶体管”

电路课程 ，第 3 卷，第 9 章：“静电放电”

电路课程 ，第 4 卷，第 10 章：“多谐振荡器”

学习目标

• 了解 RC 时间常数的实际应用
• 了解几种 555 定时器非稳态多谐振荡器配置之一
• 工作周期知识
• 如何处理 ESD 敏感部件
• 如何使用晶体管提高电流增益
• 如何使用电容器使开关电压翻倍

原理图

插图

说明

笔记！此项目使用静电敏感部件 CMOS 555。如果您不使用第 3 卷第 9 章 静电放电 中所述的保护 ，你冒着毁掉它的风险。

该电路建立在前两个实验的基础上，使用它们的功能并添加到它们中。蓝色和白色 LED 的 Vf（正向压降）高于大多数 LED，约为 3.6V。 3V电池在没有帮助的情况下无法驱动它们，因此需要额外的电路。

与前面的电路一样，LED 被给予 0.03 秒 (30ms) 的脉冲。 C3是用来加倍这个脉冲的电压的，但它只能做很短的时间。虽然 LED 的电流持续时间很短，但在该电路中测量电流是不切实际的，但蓝色 LED 通常更容易预测，因为它们是后来发明的。

这种特殊设计也可以与单个 1 1/2V 电池一起使用。基本概念是使用现已过时的 IC LM3909 创建的，该 IC 使用红色 LED、IC 和电容器。与该电路一样，它可以使用单个 D 电池使红色 LED 闪烁一年多。当较新的红色 LED 将它们的 Vf 从 1.5V 增加到 2.5V 时，这种旧芯片不再实用，许多爱好者仍​​然怀念它。如果您想尝试使用 11/2V 电池，请将 R5 更改为 10Ω，并使用具有更好 CR1 的红色 LED（见下一段）。

CR1 不是这个组件的最佳选择，选择它是因为它是一个公共部件并且它可以工作。几乎任何二极管都适用于这种应用。肖特基二极管和锗二极管的电压降要小得多，硅二极管下降 0.6-0.7V，而肖特基二极管下降 0.1-0.2V，锗二极管下降 0.2V-0.3V。如果使用这些元件，随着电路效率的提高，降低的压降将转化为更亮的 LED 强度。

操作原理

Q2 是一个开关，该电路使用它。当 Q2 关闭时，C3 充电至电池电压减去二极管压降，如图 1 所示。由于蓝色 LED 的 Vf 为 3.4V 至 3.6V，因此有效地脱离了电路。

图 2 显示了 Q2 开启时发生的情况。电容器 C3 + 侧接地，将 - 侧移至 -2.4V。二极管 CR1 现在反向偏置，脱离电路。 -2.4V 通过 R5 和 D1 放电至电池的 +3.0V。 5.4V 提供大量额外电压来点亮蓝色 LED。在 C3 放电很久之前，电路切换回来，C3 再次开始充电。

在 LM3909 CR1 是一个电阻器。该二极管用于通过允许 R4 为其最大值来最小化电流。关闭时，您可能会注意到蓝色 LED 发出暗淡的蓝色光。这证明了理论与实践之间的差异，3V 足以通过蓝色 LED 引起一些泄漏，即使它不导电。如果你要测量这个电流，它会非常小。