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本帖最后由 alexwang 于 2020-7-1 14:16 编辑 7 s2 m- S; Z" P$ S8 A
: c( t0 L- i7 f! ?3 e$ i m烟雾感测器一直见，却不知道它是如何运作的？ , E5 c( ?$ \5 d6 W+ c8 m( A
EDA365原创 作者： 巢影字幕组
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% p) z& P' F6 |烟雾感测器是一个神奇的工程，让我来告诉你它是如何运作的。 8 a" o: l1 @4 x' A
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$ Q' m w- ] t* k% I& |& O% t这个有著烟窗的黑色柱体，是用来引导气空气进到侦测器的。现在它遮住了一些重要元件，这边塞了一个1微居里的放射性元素Am-，大约重0.29微克。那极小量的放射性材料，可以产生让侦测器运作的微弱电流。
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: ~. R3 o+ x" P) u8 X9 ~空气流过这两个电极，当然，现在空气不导电。但当放射性元素Am产生的Alpha微粒，撞击组成空气的氧气和氮气时，它会把电子撞出形成带电的气体分子。9伏特的电池就可以让这些离子流动产生了电流。 7 r) M$ ~1 R6 L8 x
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' p7 `0 V- z$ v7 d现在，产生了很微弱的电流，约只有100皮安培，相当于你家里电流的千亿分之一，但烟雾进入装置内，离子附著到烟雾上，开始移动变慢，且失去了电性。 , \& a/ ~- }0 ^# m: ^
两种状况都会让电流停止，而触发了警铃，在只提供9伏特电池之下，要使这样细緻的原件运作，需要用到1960年代固态革命技术。
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, H+ h: M/ W0 S假如我把两个电极移开，你可以看到一个小型的积体电路，它包含了一个神奇的装置"金氧半场效电晶体"，能够用来侦测微弱的电流变化。在侦测器里面，它是一个开关装置，藉由电极间的微弱电流来达成开、关的效果，就如同每一个电晶体，其运作取决于是否能够把半导体组成二极体。
& `& \7 r9 E3 o0 [6 L# [回想一下，二极体使电流只能往单一方向流动，因为二极体使用了两种种类的半导体。一种是以负电荷为载体(n)，另一种以正电荷为载体(p)，若把电池反过来，电流就停止，建立一个金氧半场效电晶体，我们拿两个这样的二极体组合在一起，所以二极体的每一个特性都保留下来。
" c: E9 W- T2 ^) i+ ^这个现在看起来没什麽用，因为在这样的排列下电流永远不会流通。但是，工程师在此二极体夹层中，嵌入一个同种类的半导体，覆盖在此二极体的一面。 3 E& M. j/ h* d) T9 Y# b
然后，工程师放置金属接点在二极体的另一面以及刚刚的半导体层上。接下来，他们涂布很薄一层二氧化硅在二极体上面，不像金属或是半导体，二氧化硅完全不导电。工程师再放置一个金属接点在上面"闸极"，用来开或关在源极和汲极之间的电流通道。 - T' Q( E, U( E) Z& Y* G& M6 v) i$ s; o
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当我们产生一个电压差在闸极和源极之间，就产生了一个场域。整个绝缘层，吸引了自由的正电荷载体往闸极，开启了一个允许电流通过的通道。在电路中，我们用9伏特产生源极和闸极间的通道。它"偏移"了闸极，所以电流流过金氧半场效电晶体，因此触发了喇叭。
7 @/ P! U/ r' C. s所以我们用一股从侦测器方向来的逆电流来抵销它。
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" u. k& |+ {7 E( }, I! Y. x这边就是之前我给你们看的，两个电极之间，由离子化气体产生微弱电流的地方。这微弱电流通过很大的电阻，并且建立与电池方向相反的电压。它关闭让金氧半场效电晶体的流通电流的通道。 8 e1 ?: m7 z- Q
假如烟雾进入到腔室内，微弱电流就停止，金氧半场效电晶体的通道打开，让电流可以流过，就触发喇叭的响起。对于我们而言，工程最好的地方就是简单、可靠、便宜和拯救无数的生命。
: z; ^3 i% c+ N0 c5 E关于烟雾感测器运作的内容就分享到这里啦，有没有加深你对这方面的理解呢？ $ e8 ?% B3 |4 K! u. n
如果你有什么想看到的或者想问的，可以在下面留言告诉我们哦~
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9 e9 t e& G; b' p4 x 注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载
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发表于 2020-7-1 14:14
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