電容

上圖是一個電容，電荷泵的升壓原理如下：

1. 給 C1 充電至輸入電壓 Vi
2. 斷開 C1 的正極，給 C1 負極升壓至電源電壓 Vi, 則C1 正極會出現一個 大約 2Vi 的電壓。

我們用方波加 2 個三極管來模擬猴子快速按開關的動作。方波用經典的 555 定時器來輸出。電路圖如下：

555 定時器倍壓原理圖

Vi 是輸入，這里為 5 伏。電壓不能太低，因為555 定時器的輸入電壓范圍為：4.5 伏 到 16 伏。

Q1 為 NPN 三極管，高電平導通。

Q2 為 PNP 三極管，低電平導通。

具體過程如下：

1. 方波輸出為低時，Q1 不導通，Q2 導通，C4 充電 至 Vi
2. 脈沖為高時，Q1 導通，Q2 不導通，C4 負極電壓約為電源電壓，因為二極管 D1 單向導通，C4 正極不能放電，又因為電容兩端的電壓不會突變，為了維持第一步中的電壓 Vi, C4 正極被抬高至大約 2 倍Vi的電壓，同時通過二極管 D2 傳導至 C5。

注意：當方波輸出低電平時，C5 正極的 2倍 Vi 的電壓不會釋放掉，因為有 D2 阻擋。

如同原理圖中標注的：

CH1(黃色）接 C2 正極

CH2(藍色）接方波輸出

CH3(紫色）接C4 正極

示波器波形圖如下：

555 定時器倍壓波形圖

從波形圖中可以看到：

CH1: 555 定時器控制 C2 在不斷地充放電

CH2: 輸出方波，頻率為 616 Hz, 猴子再快也按不到這么快！

CH3: C4 正極的電壓 在 Vi 和 2倍 Vi 之間來回變動，不斷給 C5 正極補充能量。

面包板上組裝完的電路如下圖：

面包板上組裝完的電路

在待機狀態下，該電路可提供月 8.5 伏的電壓。如果將輸入電壓增大至 12 伏，則輸出電壓可增大至 20 伏。最大負載電流很小，約為 70 mA。帶負載時實際處處電壓約為 18伏，效率為 32%。