爲什麼三極體放大電路的輸入端和輸出端都要串聯一個電容器?耦合,去耦是什麼意思?

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一、首先解釋一下耦合和去耦的意思:

耦合:是指兩個或兩個以上的電路元件或電網絡的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響,並通過相互作用從一側向另一側傳輸能量的現象。

去耦:專指去除芯片電源管管腳上的噪聲,該噪聲是芯片本身工作產生的。防止發生不可預測的反饋,影響下一級放大器或其它電路正常工作。


二、介紹一下耦合電路及電容的作用

一般對耦合電路的要求是,對信號的損耗越小越好。耦合電路不僅起級間的信號耦合作用,還要對信號進行一些處理,主要有以下情況:

  1. 通過耦合電路將兩級放大器之間的直流電路隔離。

  2. 通過耦合電路獲得兩個電壓大小相等相位相反的信號。

  3. 通過耦合電路對信號的電壓進行提升或衰減。

  4. 通過耦合電路對前級和後級放大器間進行阻抗匹配。

而我們今天要講的三極管放大電路的耦合就是第1種和第四種情況。

先介紹第四種情況,C1是耦合電容,R1是下一級放大器的輸入阻抗。由於電容C1是有容抗的,與R1構成分壓電路。則當R1阻值一定時,耦合電容容量大,其容抗小,輸出信號Uo大。即在去耦電容C1的信號損耗小。所以C1要選擇合適的值以達到阻抗匹配。

第1種情況就是要說到今天的三極管放大電路的耦合了,電容的作用就是隔離直流信號,通過交流信號。

在三極管放大電路中,輸出端和輸入端都接有電容的放大電路稱之為阻容耦合放大電路。下圖中C1是輸入耦合電容,作用是通過交流輸入信號,隔斷輸入直流信號,使前級直流信號不會影響本級的直流工作點。C2是輸出耦合電容,作用是輸出交流信號,隔斷輸出直流信號,使本級的直流信號不會影響後級直流工作點。電阻Ra可以用來防止可能出現的高頻自激。

在三極管交流放大電路中,首先要建立穩定合適的靜態工作點,在下圖中由Rb和Rc建立直流工作點,提供適合的偏置,即發射結正偏,集電結反偏。如果沒有C1隔直作用,前級的直流電壓(或信號)就會疊加在本級的直流點上,改變本級已經設定的直流工作點,三極管就有可能改變工作狀態。同理,輸出耦合電容C2的隔直作用,本級的直流信號就會影響下一級放大器的直流工作點。

零是起源寫於20180722


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兩個問題依次回答:

1.為什麼要串電容:三極管放大電路,放大的是有用的信號(電信號作為信息載體)一般是變化的,也就是說並非一成不變的直流信號。一般三極管放大電路都是要放大變化的信號的,自身直流工作點僅僅是偏置電路(微電流使得三極管工作於放大狀態,放大區),輸入電容和輸出電容恰好起到了隔離作用。一方面使得偏置電路不受影響,一方面使得:信號得以輸入輸出。

該電容的選擇有技巧的,注意頻譜帶寬,噪聲,自身特性等參數

2.耦合和去耦:

這個幾句話不好解釋,耦合不用多解釋了吧,我這裡說說去耦(去耦合,也叫退耦):十幾歲的時候就喜歡折騰收音機,算是高頻電路,發現電池電量差的時候,收音機噪聲加大,出現突突的聲音,書籍解釋說是電池內阻耦合到線路中來了,那時候簡直理解不了,直到後來搞明白了“交流等效電路”,然後就清清楚楚了。所以,退耦電路可以很簡單,就是進行阻抗匹配,比如在高頻放大電路的電源入口設置一顆電阻(1-47K)即可,這也是簡單的去耦電路。


電子工程師君華


三極管放大電路輸入端和輸出端所接的電容分別為輸入耦合電容和輸出耦合電容,它們的作用是防止信號源及負載與三極管的直流偏置電路之間相互影響。下面我們以一個具體的三極管放大電路為例來詳細介紹一下三極管電路中的耦合及去耦是什麼意思。

1、耦合電容的作用


簡單的阻容耦合及去耦電路。

上圖為一個簡單的阻容耦合放大電路。電容C1為輸入耦合電容,其作用是防止前級信號源電路對三極管VT1的靜態工作點產生影響。假設前級信號源為動圈式話筒,若不加耦合電容C1,而將動圈式話筒輸出的信號直接送至VT1的基極,此時VT1的發射結可能會被短接,也就不能放大信號了。

電容C3為級間耦合電容,其作用是將三極管VT1、VT2前後級的直流偏置電路隔離,以防止前後級靜態工作點相互影響。

電容C4為輸出耦合電容,其作用是防止負載電阻RL對VT2的靜態工作點產生影響。

NPN型三極管3DG6。

2、去耦電容的作用

在三極管放大電路中,為了防止後級信號通過電源內阻反饋到前級而影響整個放大電路的正常工作,一般在前後級之間加一個阻容濾波電路,這個濾波電路稱為去耦電路。如上圖中的R2和C2即為去耦電路(又稱退耦電路)。由於加有去耦電路,前級的交流成分大部分通過電容C2被濾除,從而減小了由於共用一個直流電源而帶來的放大器各級之間的相互干擾。

去耦電路中的電阻一般選用數十至數百Ω的電阻,去耦電容一般選用數十至100μF的鋁電解電容即可。

鋁電解電容。


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三極管放大電路若要正常工作,必須建立一個直流靜態工作點,以便使被放大的信號在放大區內不失真。為了使三極管放大電路前後級直流工作點不相互影響,故在輸入輸出端串上電容,用於隔直流通交流。去耦的作用是讓交流信號通過,不向下級傳輸的意思。


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