煙霧感測器是一個神奇的工程，讓我來告訴你它是如何運作的。
這個有著煙窗的黑色柱體，是用來引導氣空氣進到偵測器的。現在它遮住了一些重要元件，這邊塞了一個1微居裡的放射性元素Am-，大約重0.29微克。那極小量的放射性材料，可以產生讓偵測器運作的微弱電流。
空氣流過這兩個電極，當然，現在空氣不導電。但當放射性元素Am產生的Alpha微粒，撞擊組成空氣的氧氣和氮氣時，它會把電子撞出形成帶電的氣體分子。9伏特的電池就可以讓這些離子流動產生了電流。
現在，產生了很微弱的電流，約只有100皮安培，相當於你家裡電流的千億分之一，但煙霧進入裝置內，離子附著到煙霧上，開始移動變慢，且失去了電性。
兩種狀況都會讓電流停止，而觸發了警鈴，在只提供9伏特電池之下，要使這樣細緻的原件運作，需要用到1960年代固態革命技術。
假如我把兩個電極移開，你可以看到一個小型的積體電路，它包含了一個神奇的裝置"金氧半場效電晶體"，能夠用來偵測微弱的電流變化。在偵測器裡面，它是一個開關裝置，藉由電極間的微弱電流來達成開、關的效果，就如同每一個電晶體，其運作取決於是否能夠把半導體組成二極體。
回想一下，二極體使電流只能往單一方向流動，因為二極體使用了兩種種類的半導體。一種是以負電荷為載體(n)，另一種以正電荷為載體(p)，若把電池反過來，電流就停止，建立一個金氧半場效電晶體，我們拿兩個這樣的二極體組合在一起，所以二極體的每一個特性都保留下來。
這個現在看起來沒什麼用，因為在這樣的排列下電流永遠不會流通。但是，工程師在此二極體夾層中，嵌入一個同種類的半導體，覆蓋在此二極體的一面。
然後，工程師放置金屬接點在二極體的另一面以及剛剛的半導體層上。接下來，他們塗布很薄一層二氧化矽在二極體上面，不像金屬或是半導體，二氧化矽完全不導電。工程師再放置一個金屬接點在上面"閘極"，用來開或關在源極和汲極之間的電流通道。
當我們產生一個電壓差在閘極和源極之間，就產生了一個場域。整個絕緣層，吸引了自由的正電荷載體往閘極，開啟了一個允許電流通過的通道。在電路中，我們用9伏特產生源極和閘極間的通道。它"偏移"了閘極，所以電流流過金氧半場效電晶體，因此觸發了喇叭。
所以我們用一股從偵測器方向來的逆電流來抵銷它。
這邊就是之前我給你們看的，兩個電極之間，由離子化氣體產生微弱電流的地方。這微弱電流通過很大的電阻，並且建立與電池方向相反的電壓。它關閉讓金氧半場效電晶體的流通電流的通道。
假如煙霧進入到腔室內，微弱電流就停止，金氧半場效電晶體的通道打開，讓電流可以流過，就觸發喇叭的響起。對於我們而言，工程最好的地方就是簡單、可靠、便宜和拯救無數的生命。
關於煙霧感測器運作的內容就分享到這裡啦，有沒有加深你對這方面的理解呢？
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文章由【巢影字幕組】譯製
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