基于CMOS集成的CD4013触摸开关解析

　　CMOS是互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片，是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。因为可读写的特性，所以在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的。

　　而对BIOS中各项参数的设定要通过专门的程序。BIOS设置程序一般都被厂商整合在芯片中，在开机时通过特定的按键就可进入BIOS设置程序，方便地对系统进行设置。因此BIOS设置有时也被叫做CMOS设置。

　　在电子技术中，N/2（N为奇数）分频电路有着重要的应用，对一个特定的输入频率，要经N/2分频后才能得到所需要的输出，这就要求电路具有N/2的非整数倍的分频功能。CD4013是双D触发器，在以CD4013为主组成的若干个二分频电路的基础上，加上异或门等反馈控制，即可很方便地组成N/2分频电路。

　　CD4013触摸开关电路分析

　　这个电路是使用，CMOS集成电路CD4013双D正反器，分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉波宽度整形，保证每次触摸动作都可靠。双稳态电路用来驱动晶体管Q1的开通或关闭，进而控制继电器。

　　以下是基本原图： 可以用5V供电

　　M为触摸电极片，手指摸一下M，使人体泄漏的交流电在R4上的压降，其正半周信号进入IC1的第3脚即单稳态电路的CP端，使单稳态电路反转进入瞬时，其输出端Q即1脚由原来的低电位跳变为高电位，此高电位经R1向C2充电，使4脚即R1端的电位上升，当上升到复位（Reset）电位时，单稳态电路复位，1脚恢复低电位。所以每触摸一次电极片M，1脚就输出一个固定宽度的正脉波。此正脉波将直接加到11脚即双稳态电路的CP端，使双稳态电路反转一次，其输出端Q即13脚电位就改变一次。当13脚为高电位时，Q1的基极透过R2获得正向电流而开通，使继电器动作，进而以它的接点来做控制。由此可见，每触摸一次电极片M，就能实现继电器“开”或“关”的动作。

　　组件选择与制作，CD4013型双D正反器数字集成电路，它采用14脚双列直插式塑封包装。 Q1采用CS9013或2SC945等小功率NPN晶体管即可。

　　以下附上CD4013 的接脚图及真值表：

　　注意事项：

　　在实际的制作上我发现了一些问题，有几点要特别再跟大家说明一下：

　　1. 尽量以市电经变压器降压的方式来获取5V的供电：因为使用电池供电时，有时会有不能触发的情形，因为使用电池供电时，电路本身跟大地并没实际的连接，导致人体对地泄漏的交流电并没和电路的接地发生关连，所以进入触摸点的电压也跟着变小。实际应用中发现用手拿金属物品点触，效果会更好。

　　2. 输入对地电阻R4（2M），也是会影响灵敏度，如果发现不够灵敏，可以把2M的电阻再加大，如2.7M。