放大电路旁路电容、去耦电容和消振电容答疑

在三极管放大器中，以共发射极的多级放大器为例，信号从基极输入，在基极偏置电路和集电极负载的作用下，从集电极斩输出，以上是放大器的工作过程。为何要在发射极加旁路电容呢？这是因为发射极电阻是接于输入输出信号的公共端，称之为发射极负反馈电阻，它可以对直流和交流同时发生负反馈，现在在发射极接入旁路电容之后，通过放大了的交流信号就被短接至地端，发射极负反馈就只对直流信号具有反馈作用。之所以电路要求只对直流信号反馈，是因为直流负反馈能稳定直流工作电信号，为放大电路提供稳定的直流偏置电压，同时这也是保证交流电路的正常工作的前提。而交流负反馈他有一个缺点，即减小放大器的增益。为什么电路中还要设置这么多的交流负反馈呢？因为现实中的放大器不是理想放大器，存在失直。例加波形失真，相位失真等，所以这就必须用交流负反馈对输入信号进行一种调置，来有效校正输出波形，例如：斩输出波形正半周放大输出正常，负半周输出波形放大却不足，这时我们就需要从输出端取出一部分失真的波形加入输入端，利用输入和取出信号极性相反的特点，对输入波形进行与取出信号波形失真的反方向校正，由放大器本身带来的失真就被校正回了原来输入的波形。这就是交流负反馈的原理。加旁路电容的作用就是让共发射极电路不具有交流负反馈。其实去耦电容也很好理解，去耦电容作用是消除级放大器之间的有害干扰，它只用于多级放大器中。因为放大器的电源都有内阻，共发射极电路中交流信号要经过集电极负载电阻进入电源，理想电源是没内阻的，而实际电源都因有内阻，交流信号不可避免的在内阻上存在交流压降。又因为电流同时通过基极偏置电阻为其提供直流通路，所以输出交流信号在电源内阻上形成的压降也会通过基极偏置电阻施加于输入信号端，如果是两级共发射极电路，就会对输入信号反相360度后加于第一级放大器输入端，因为共发射极电路输入输出反相。最后第一级放大器就会形成正反馈，这就是多级放大器间的有害交连，是不允许的。所以我们采取的措施是在电源正端串联去耦电阻和去耦电容，让电源内阻上的交流压降短接至地，不会对输入信号进行干扰。同时去耦电阻和去耦电容分别会对电源内阻上的交流压降进行衰减和电源滤波。另外在负反馈电路中还有消振电容你没问到，我也说下，消振电容只是消振电路的一部分。常见消振电路有四种：超前式，滞后式，超前-滞后式和负载阻抗补偿式（也称茹贝尔电路），这几种电路主要是针对消振元件在极间耦合的作用性质来划分的，其目的都是通过对自激信号进行附加移相来消除自激振荡的，都是通过阻容元件来实现的。其中，消除高频自激的原理就是破坏自激振荡产生所必须具备的两个条件，即：相位与振幅。这里又跟振荡电路联系起来了，所以我以为模拟电路总是互通互连的。这些电容是放大电路中必须掌握的三大电容。现在来总结一下三个电容：旁路电容用在只需要直流负反馈的电路中。去耦电容主要是消除各级电路的相互干扰中。消振电容主要用于级与级间的消除自激振荡。