[原创]一个烂大街的CD4069触摸开关,聊聊新手为什么总被“电容漏电”骗了?

ID:1176683 · 发表于 2026-10-18 11:32

单键触摸开关是个非常经典的基础电路，网上一搜一大把。CD4069 三个非门加几个阻容，原理图闭着眼都能画出来。但我发现，初学者面对这个电路，十个人里有八个会问同一个问题：

“E2 这个 4.7μF 的电解电容会漏电吧？放久了电压掉下来，灯会不会自己乱闪？”

先说结论：不会。而且这个“不会”，恰恰是分析电路时最容易踩的坑——孤立地看一个元件，而不是看它的连接关系。

看原理图（图1）。E2 正极通过 R9（1MΩ）接在哪？接在 Z1 的输出端（2脚）。稳态下 Z1 是 CMOS 推挽输出，高就是强力拉高、低就是强力拉低，输出阻抗几十欧到几百欧量级。E2 那点微安级的漏电流，跟 Z1 的驱动能力比起来完全可以忽略——漏多少，Z1 补多少，E2 两端的电压被死死钳在 VCC 或 GND 上，根本不存在“自己掉下来导致状态翻转”这回事。

真正让电路翻转的，不是漏电，是触摸时人体电阻把 E2 上存的电压“搬运”到 Z1 输入端。E2 在这里的角色不是“靠漏电慢慢放电的定时电容”，而是一个被强力驱动的电荷存储器：Z1 输出高时它被充到 +5V，Z1 输出低时它通过 R9 放电到 0V，时间常数 τ = 1MΩ × 4.7μF ≈ 4.7 秒，实测约 20~30 秒（5 个 τ）放干净。所以正确操作是：摸一下，等它放完电，再摸第二下，状态才可靠翻转。

这里留个问题给大家讨论：

如果不等待 E2 完全放电（比如灯灭后 0.5 秒）就再次触摸，会发生什么？为什么？

我的实测现象是：大概率不翻转，或者随机跳。原因留给评论区——提示一句，想想触摸瞬间“搬运”过去的电平到底是多少伏。

完整实验指导书含元件清单、8 道思考题和 TP14~TP17 测试点说明，整理好后另发一帖，先就“电容漏电”这个点跟大家聊聊。

想一想图3中E2两端电压为什么不是升到一定值就变为直线？
这个实验不用示波器也能完成，这张波形图是我为了这个问题特意抓了个波形。

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