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1.2.2电容器的基本功能
电容器在电子产品中的电路符号是“”,用字母“C”表示。
两块金属板相对平行地放置,而不相接触就构成一个最简单的电容器,如图1-9所示。如果把金属板的两端分别接到电源的正、负极,那么接正极的金属板上的电子就会被电源的正极吸引过去而呈现正极性;而接负极的金属板,就会从电源负极得到电子而呈现负极性。这种现象就叫做电容器的“充电”。充电时,电路中就有电流流动。两块金属板有电荷后就产生电压,当电容所充的电压与电源的电压相等时,充电就停止。电路中就不再有电流流动,相当于开路,这就是电容器能隔断直流电的道理。
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图1-9 直流电路中电容的充电原理
如图1-10所示,如果将接在电路中的电源断开(开关S断开),则在电源断开的一瞬间,电路中便有电流流通,电流经过电阻放电,与原充电时的电流方向相反。随着电流的流动,两金属板之间的电压也逐渐降低。直到两金属板上的正、负电荷完全消失,这种现象叫做“放电”。
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图1-10 直流电路中电容的放电原理
如果电容器的两块金属板接上交流电,因为交流电的大小和方向在不断地变化着,电容器两端也必然交替地进行充电和放电,因此,电路中就不停地有电流流动。这就是电容器能通过交流电的道理。
1.电容器构成的滤波电路
电容器(平滑滤波电容器)应用在直流电源电路中构成平滑滤波电路。如图1-11所示为没有平滑滤波电容器的电源电路。可以看到,交流电压变成直流后电压很不稳定,波动很大。如图1-12所示为加入平滑滤波电容器后的电源电路。由于平滑滤波电容器的加入,电路中原本不稳定、波动比较大的直流电压变得比较稳定、平滑。
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图1-11 没有平滑滤波电容器的电源电路
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图1-12 加入平滑滤波电容器的电源电路
2.电容器构成的交流信号耦合电路
电容对交流信号阻抗较小,可视为通路,而对直流信号阻抗很大,可视为断路。在放大器中,电容常作为交流信号的输入和输出耦合电路器件。其应用如图1-13所示。交流信号经耦合电容 C1加到晶体管的基极,经晶体管放大后,由集电极输出的信号经输出耦合电容 C2加到负载电阻RL上。
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图1-13 交流放大器中的耦合电容
要点提示:
该电路中的电源电压VCC经RC为集电极提供直流偏压,再经R1、R2为基极提供偏压。直流偏压的功能是给晶体管提供工作条件和能量,使晶体管工作在线性放大状态。
此外,从该电路中可以看到,由于电容器具有隔直流的作用,因此,放大器的交流输出信号可以经耦合电容器C2送到负载RL上,而电源的直流电压不会加到负载RL上。也就是说从负载上得到的只是交流信号。