自举电容的工作原理

　　自举电路原理

  　放电过程：开关断开，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。

　　充电过程：开关闭合（三极管导通），开关（三极管）处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。

　　自举电容工作原理

　　自举电路的本质是利用电容两端电压瞬间不能突变的特点来改变电路中某一点的瞬时电位。图1是一射极跟随器电路，在偏置电路中加入电阻R3的目的在于提高输入电阻，因为输入电阻为

　　Ri=［R3+（R1//R2）］//［rbe+（1+β）（R4//RL）］

　　只要将R3值取大，就可以使输入电阻增大。

　　但是R3取值是不能任意选大的，R3太大将使静态工作点偏离要求，因此，这种偏置方式虽然可以提高输入阻抗，但效能是有限的。

　　若在该电路中加一电容C3时（如图2所示），只要电容C3的容量足够大，则可认为B点的电压变化与输出端电压变化相同，R3两端的电压变化为-，此时流过R3的电流为

　　IR3=（Ui-UB）/R3=（Ui-Uo）/R3

　　由于电路的跟随着变化而变化，即≈，所以流过R3的电流极小，说明R3此时对交流呈现出极高的阻抗（比R3的实际阻值要大得多），这就使射极跟随器的输入阻抗得到极大提高。这种利用电容一端电位的提高来控制另一端电位的方法称为“自举”，所以称电容C3为自举电容。自举从本质上说是一种特殊形式的正反馈。

　　自举电路工作原理分析

　　OTL功率放大器中要设自举电路，图3所示是自举电路。电路中的C1，R1和R2构成自举电路。C1为自举电容，R1O 隔离电阻，R2将自举电压加到VT2基极。B140-13-F VT1集电极信号为正半周期间VT2导通、放大，当输入VT2基极的信号比较大时，VT2基极信号电压大，由于VT2发射极电压跟随基极电压，VT2发射极电压接近直流工作电压+V，造成VT2集电极与发射极之间的直流工作电压减小，VT2容易进入饱和区，使三极管基极电流不能有效地控制集电极电流。

　　图3

　　（1）换句话讲，三极管集电极与发射极之间直流工作电压减小后，基极电流增大许多才能使三极管集电极电流有一些增大，显然使正半周大信号输出受到抑制，造成正半周大信号的输出不足，必须采取自举电路来加以补偿。自举电路实质是在放大器的局部引入正反馈。

　　（2）自举电路静态分析。静态时，直流工作电压+V经Rl对Cl充电，使Cl上充有上正下负的电压UC1，这样电路中B点的直流电压等于A点的直流电压加上UC1，B点的直流电压高于A点电压。

　　（3）自举过程分析。加入自举电路后，由于Cl容量很大，它的放电回路时间常数很大，使Cl上的电压Uci基本不变。正半周大信号出现时，A患电压升高导致B点电压也随之升高。电路中，B点升高的电压经R2加到VT2基极，使VT2基极上的信号电压更高（正反馈过程），有更大的基极信号电流激励VT2，使VT2发射极输出信号电流更大，补偿VT2集电极与发射极之间直流工作电压下降而造成的输出信号电流不足。

　　（4）隔离电阻作用。自举电路中，Rl用来将B点的直流电压与直流工作电压+V隔离，使B点直流电压有可能在某瞬间超过+ Vo当VT2中正半周信号幅度很大时，A点电压接近+V，B点直流电压更大，并超过+V，此时B点电流经Rl流向电源+V（对直流电源+V充电）。如果没有电阻Rl的隔离作用（分析视Rl短接），则B点直流电压最高为+V，而不可能超过+V，此时无自举作用。可见设置隔离电阻Rl后，大信号时的自举作用更好。