發射極旁路電容的作用及工作原理

發射極旁路電容的作用

三極體有靜態偏置，這個偏置已經給PN結產生了一個正向電流，只要輸入的交流信號產生的反向電流沒有超過偏置值，PN結就還是正向偏置，所以能讓交流通過。

旁路電容作用是通過輸入的交流信號，提高放大倍數。

電晶體（transistor）是一種固體半導體器件，具有檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製等多種功能。電晶體作為一種可變電流開關，能夠基於輸入電壓控制輸出電流。與普通機械開關（如Relay、switch）不同，電晶體利用電訊號來控制自身的開合，而且開關速度可以非常快，實驗室中的切換速度可達100GHz以上。

模擬電路發射極旁路電容有什麼用  

在模擬電路中我們經常看到一種共射極放大電路，在發射極迴路中串聯一個電阻，並在這個電阻兩端常常並聯一個電解電容或者一個高頻瓷片電容，那麼這個電容就是發射極旁路電容。     

在發射極電阻並聯一個容量比較大的旁路電容C4後，對所有高頻信號來說其容抗要比發射極電阻R4的阻值小，這樣發射極輸出的交流信號全部通過電解電容C4到地，發射極電阻R4上沒有交流信號流過，因此模擬電路中發射極旁邊的旁路電容C作用是起著發射極交流信號旁路的作用。   

從反饋的角度來說發射極電阻R4是負反饋電阻，這個電阻對交流信號和直流信號都有負反饋作用，對直流信號而言這個電阻可以穩定放大三極體VT的工作狀態，對交流來說這個電阻可以改善放大器特性，例如可以減小放大器的非線性失真等。我們可以分析一下，沒有接入C4時三極體VT發射極流出的直流信號和交流信號都要流過發射極電阻R4到地。R4對直流和交流都存在負反饋作用，加入旁路電容C4之後，R4隻存在直流負反饋作用，交流信號不流過電阻R4，所以R4對交流信號不存在負反饋作用。電路中旁路電容C4為100微法，它對音頻信號都呈現很小的容抗，因此可以讓所有的音頻信號通過。     

因此有交流信號通過時，旁路電容的作用是把發射極電阻R4「短接掉」，交流信號只走旁路電容C4到地，對直流信號而言，旁路電容C4時流不過去的只能走發射極電阻R4，這樣的話既不影響放大電路的靜態工作點同時又改善了交流放大特性儘量提高了交流的放大能力  

發射極旁路電容作的工作原理

音頻是多媒體中的一種重要媒體。我們能夠聽見的音頻信號的頻率範圍大約是20Hz-2OkHz，

其中語音大約分布在300Hz-4kHz之內，而音樂和其他自然聲響是全範圍分布的。

先明確一下音頻範圍：

音頻頻率範圍一般可以分為四個頻段：低頻段（30-150Hz）；中低頻段（30-150Hz）；中低頻（150-500Hz）；中高頻段（500-5000Hz）；高頻段（5000-0000Hz）

音階 　　C D E F G A B

簡譜符號 1 2 3 4 5 6 7

頻率（Hz） 261 293 330 349 392 440 494

頻率（對數） 48.3 49.3 50.3 50.8 51.8 52.8 53.8

1．典型的發射極旁路電容電路 T3049NLT

通常三極體發射極迴路都要串聯一隻電阻，當這隻電阻上並聯一隻電容時就構成發射極旁路電容電路。

如圖3-65所示，電路中，VT1構成一級音頻放大器，Cl為VT1發射極旁路電容。

（1）旁路電容工作原理。VT1發射極電阻Rl上並聯了一隻容量比較大的旁路電容Cl，對所有音頻信號而言其容抗遠比發射極電阻Rl的阻值小，

這樣VT1發射極輸出的交流信號電流全部通過Cl到地，而不能流過 Rl電容Cl起著發射極交流信號旁路的作用。

（2）發射極負反饋電阻 R1。R1是發射極負反饋電阻，它對交流信號和直流信號都可能存在負反饋作用。對直流的負反饋可以穩定 VT1 工 作狀態；對交流的負反饋可以改善放大器特性，如減小放大器非線性失真等。 沒有接入 C1 時，VT1 發射極流出的直流電流和交流信號電流都經過 R1到地，R1對直流和交流都存在負反饋作用。加入 C1 後，R1隻存在直流負反饋作用，因為交流信號電流沒有流過 R1，所以 R1 對交流信號不存在負反饋作用。

（3） C1 旁路所有的音頻信號。電容 C1的容量為 47μF，對於音頻放大器而言，該電容容量很大了，它對所有音頻信號都呈現很小的容抗， 所以它能讓所有的音頻信號通過。

2．部分發射極電阻接旁路電容電路 圖 3-66 所示是部分發射極電阻接旁路電容電路。

發射極電路中，有時為了獲得合適的直流和交流負反饋，將發射極電阻分成兩隻電阻串 聯。R1和 R2 串聯起來後作為 VT1 總的發射極負反饋電阻，

構成 R1和 R2 串聯電路的形式是為了方便形成不同量的直流和交流負反饋。

（1）直流電流電路。三極體VT1發射極的直流電流流過 R1和 R2，所以這兩個電阻都有直流負反饋作用，直流負反饋能穩定三極體的工作狀態。

（2）交流電流電路。三極體VT1發射極交流電流通過 R1和 C1 到地，沒有流過 R2，所以只有R1 存在交流負反饋作用。

（3）電路目的。採用這種發射極電阻設計的目的是在獲得更大的直流 負反饋的同時減小交流負反饋，因為交流負反饋量太大，會使放大器 的增益下降得太多。

3．發射極高頻旁路電容電路 圖 3-67 所示是發射極高頻旁路電容電路。

由於輸入端耦合電容 Cl 容 量為 lOμF，因此 VT1 構成音頻放大器，若 VT1 發射極電阻上接有一 只容量較小的旁路電容 C2（lμF），它就是發射極高頻旁路電客。

（1）音頻電路。如果這是音頻放大器，由於 C2 容量比較小（1μF）， 低音頻和中音頻信號的阻抗遠大於電阻 R2 的阻值，這樣 C2 相當於 開路，

此時，中、低音頻信號因 C2 容抗很大而流過 R2，所以 R2 對 直流和中、低音頻信號都有負反饋作用。

（2）音頻信號中的高音頻信號。 對於高音頻信號而言，C2 容抗比較小， C2 構成了 VT1 發射極的高音頻信號電流通路，起到高音頻旁路的作用，

所以 R2 沒有高音頻負反饋作用。這樣，放大器對高音頻信號的 負反饋量較小， 對高音頻信號的放大倍數大於對低音頻和中音頻信號 的放大倍數，

這樣的電路稱為高音頻補償電路。像 C2 這樣只讓音頻 信號中的高音頻信號流過的電容稱為高音頻旁路電容。

（3）高頻電路。如果 VT1 構成的是高頻放大器（電路中的輸入端耦合 電容容量減小到幾百皮法），其工作頻率遠高於音頻信號頻率，C2 容量雖然只有 1μF，

但是容抗已經很小， 遠小於發射極負反饋電阻 R， 足以使所有的高頻信號通過 C2 到地。加入了 C2 之後，R2 沒有高頻 信號負反饋作用，只存在直流負反饋。

4．不同容量發射極旁路電容電路 T322A104K050AS7200 圖 3-68 所示是不同容量發射極旁路電容電路。

電路中的 VT1 構成音 頻放大器， 它有兩隻串聯起來的發射極電阻 R2 和 R3， 另有兩隻容量 不等的發射極旁路電容 C2 和 C3。由於 C2 容量較小，

因此對高音頻 信號容抗很小，而對中、低音頻信號的容抗大。

（1）高頻旁路電容 C2。由於它的容量較小，只有 1μF，在音頻電路中， 它只能做高音頻信號的旁路電容，這樣，沒有高音頻信號流過電阻 R 2，但是低、中音頻信號仍流過 R2。

（2）旁路電容 C3。由於它的容量較大，為 47μF，這一容量對音頻信號 中的所有頻率成分的容抗都非常小，所以它是音頻旁路電 容，這樣 R3 上沒有音頻信號流過。

（3）負反饋電阻 R2。在 R2 中流有直流和中、低音頻信號電流，所以 存在直流和中、低音頻負反饋，C2 只讓高音頻信號電流流過。

（4）負反饋電阻 R3。在 R3 中流有直沆電流，所以只存在直流負反饋， C3 讓音頻信號中的低、中、高音頻信號通過。

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