维普资讯 http://www.cqvip.com 第４卷第３期 沈阳教育学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｖｏ１．４ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２００２ ２００２年９月 浅析自举电容Ｃ的作用 范文奇 （沈阳大学师范学院自然科学系，辽宁沈阳 １１００１６） 摘要：放大电路引入自举电容Ｃ可改变电路的有关特性。本文以ＯＴＬ放大电路为例，阐述引入自举电容后， 对电路性能的影响，这是文献［１］、［２］涉及而未解决的问题。 关键词：ＯＴＬ电路；自举电容 中图分类号：０４７ 文献标识码：Ａ文章编号：１００８—３８６３（２００２）０３—０１１２—０２ ＯＴＬ电路有很多独特的优点，所以得到广泛的应用， 其电路原理如图所示。 负半周的幅度可达Ｖｏｍａｘ＝Ｅｅｌ２。 当输入信号处于负半周的幅度可达Ｖ ｉｍａｘ时，ＢＧ 管 压降Ｖｃｅｌ增大，Ｃ点电位上升，当Ｖ Ｖ ＞Ｖ 时，ＢＣ３截 止，ＢＧ２导通，它的基极电流由Ｅｃ通过Ｒ１，Ｒ’提供，其 值为： Ｅｃ一（Ｖ ＋ＶＫ） ＋ Ｂ２ —— 一 由（１）式可知，由于ＢＧ２导通程度的增加而限制了 ＩＢ．的增加，使ＢＧ２无法进入临近饱和状态甚至无法导通， 中性点Ｖ 电位无法达到电源值，使输出端负载ＲＬ上获得 图中Ｃ为自举电容，ＢＧ ，ＢＧ２组成互补推挽电路，Ｃ 的正半周幅值Ｖ ｏｍａｘ小于Ｅｃ／２，这样对ＯＴＬ放大电路而 言，输入的是正负半周对称的波形，而在输出端得到的是 为交流耦合电容，Ｋ点为电路的输出端，没有信号时，Ｋ 点电位Ｖ ＝Ｅｃ／２，Ｃ 成为ＢＣ３的供电电源，Ｒｌ，Ｒ’，Ｒ３ 不对称波形引起失真。ＢＧ２导通时Ｋ点的电位变化范围是： １ 既是ＢＧ，的负载，又是ＢＧ２，ＢＣ３的基极偏流电阻。 下面就ＯＴＬ电路未接Ｃ和接入Ｃ后的两种状态分析其 ＡＶ Ｋ＝ＶＫ一÷Ｅｃ 电路的性能，进而鉴出自举电容ｃ所起的作用。 ÷Ｅｃ一［Ｖ ＋ＩＢ’（Ｒｌ＋Ｒ２）］ ………………（２） 未接电容Ｃ时的电路的动态范围 显然ＡＶ ＜Ｅｃ／２，（２）式中后一项的电压损失是输入 ＯＴＬ电路的动态范围，取决于中点电位Ｖ ，设输入信 号处于正半周Ｖｉｍａｘ峰值时，ＢＧ 管充分导通临界饱和， 管压降Ｖｃｅ ＯＶ，由于Ｒ３较小，可认为Ｖ Ｖｃ＜ＶＫ， 信号幅值较大而造成波形不对称的主要原因，结果使电路 不能在满功率状态下工作。 （２）式表明，提高中性点电位ＡＶ 的动态范围有两项 措施，一是在ＢＧ２导通时，减小ＢＧ２的导通程度对ＩＢ．的限 制，进而保证ＩＢ．的稳定，二是波法减小Ｒｌ，Ｒ２上的电压 Ｂ 发射结处于反向偏置而截止，反之ＢＧ的发射结处于 正向偏置而导通。电容Ｃ 通过ＢＣ３的发射结 ，ＢＧｌ， 放电，ＢＣ３充分导通管压降Ｖｃｅ３ ＯＶ。正半周结束，ＶＫ ０，Ｋ点电位的变化范围△Ｖ ＝Ｅｃ，２，并在负载ＲＬ上获得 损失，增大ＡＶ 的动态范围，显然前一项容易做到，只要 收稿日期：２００１—１０—１２ 作者简介：范文奇（１９６８一），女，新民市人，‘沈阳大学师范学院自然科学系，实验师。 １１２— 维普资讯 http://www.cqvip.com 范文奇接入自举电容Ｃ即可完成。 二、自举电容Ｃ的作用 浅析自举电容Ｃ的作用 Ｉｃｅｓ２偈（＆为ＢＧ２的共射极放大倍数），Ｉｃｅｓ２为其临界 饱和电流，ＢＧ２即可充分导通，这样在输入信号处于负半 周而输出为正半周峰值时，ＢＧ２饱和导通，Ｋ点电压的动 态范围即为△Ｖ ＝Ｅｃ／２，即输出信号的幅度接近于Ｅｃ／２。 为了提高输入信号Ｖｉ为负半波时ＢＧ２的导通程度，减 小ｖｋ升高对Ｉ 的影响。在ＯＴＬ电路的Ａ，Ｋ两点之间加 个容量较大的电容Ｃ，一般为几十微法，如图中虚线所 １．提高了ＢＧ的基极驱动电流 ＡＶＫ一△ｖ，Ｋ。保证了正负半周波形的对称，其峰值Ｖｐｐ＝ Ｅｃ，ＯＴＬ电路处于满功率工作状态。扩大了电路的动态范 围，提高了增益。 ３．改变了电路的组态 示，自举电容的接入，使ＯＴＬ电路性能得到了很大改善。 由于电容Ｃ容量大，电阻Ｒ。值一般较小，静态时Ｖ Ｅｃ／２，可认为Ｃ两端直流电压Ｖｃ稳定不变，即Ｖｃ＝Ｅｃ／ 由于自举电容Ｃ的接入，使ＯＴＬ电路由共集电极组态 ２，由于ＶＡ＝Ｖｃ＋ｖＫ，所以当ＶＫ上升时Ａ点电位也随之上 变化为共射极组态。由电路图可知，不加入ｃ之前，输入 信号ｖｉ经ＢＧ。放大后分别加在ＢＧ２，ＢＣ３基极和集电极之 间，而电源Ｅｃ对交流来说短路，相当集电极连在一起，故 属于共集电极阻态，加入ｃ以后，由于容量大。对交流信 升，因此称Ｃ为自举电容，当ＢＧ２导通时，其基极电流为 Ｅｃ—ｖ Ｉ Ｂ＾＝ — ………………………………（３） 号来说近似短路。交流信号Ｖ 一Ｖ＾，相当于Ａ点与Ｂ ， （３）式表明，Ｉ Ｂ＾只与Ｖ ，Ｖ 有关，而与ＶＫ无关， ＢＧ的发射极接在一起，Ｒ２， 上信号电压降相当于分别 只要Ｖ ，Ｖ 稳定，Ｉ Ｂ＇就稳定，使ＢＧ２得到了一个稳定的 驱动电流。 ２．扩大了动态范围 加在ＢＧ２，ＢＧ３基极和射极之间，使ＯＴＬ电路处于共射极 放大状态。具有较高的电压增益。 结束语：自举电容ｃ的引入，改善了ＯＴＬ放大电路的 电气性能，使ＯＴＬ电路得到了广泛的应用。 （３）式中Ｖ 约为０．３（锗管）或０．７（硅管）。而 Ｅｃ为几伏或几十伏，即Ｉ Ｂ＾一Ｅｃ／２Ｒ２，如果满足于Ｅｃ／２Ｒｚ 参考文献： ［１］沈大林．黑白电视机原理［Ｍ］．北京：电子工业出版社 ［２］郑诗伟．晶体管电视机［Ｍ］．北京：人民邮电出版社． Ｂｒｉｅｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ｃ ＦＡＮ Ｗｅｎ—ｑｉ （Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｄｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｃｈａｎｇｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ｃ ｉｎ ａｎ ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ， ｔａｋｅ ＯＴＬ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｉｔ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｈｅｎ ａ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｉｓ ｐｌａｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｉｔ ｉｓ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｂｕｔ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔ［１］ａｎｄ［２］． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＯＴＬ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｃａｐａｃｉｔｏｒ （责任编辑吕成学） １ １３—