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淺談自舉電路在電路設計中的應用

文檔作者：沈陽王金爽劉丕權文檔來源：沈陽理工大學		點擊數：	更新時間： 2025年09月05日
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科技論壇
淺談自舉電路在電路設計中的應用
沈陽王金爽劉丕權
(沈陽理工大學,遼寧沈陽110000)
電路設計是一項專業性較強的工作，設計人員可以利用自舉電路提
高電路設計的質量，提高電路中的一些性能指標，自舉電路有利于提高射
隨器的輸入阻抗，增加放大器的增益，還可以擴大電路的動態范圍。下面
筆者對自舉電路的工作原理及在電路設計中的應用情況進行簡單的介
紹，以供參考。
1 自舉電路的工作原理
自舉電路有著較多的功能，其可以利用電容兩端電壓無法瞬間突變
的特點，改變電路中某點的瞬時電位，在射極跟隨器電路中（圖1），設輸
入電阻為Ri，在偏置電路中加入的電阻為R3，加入R3 后，電路中輸入電
阻值會增加，用公式表示為：
Ri=[R3+（R1//R2）]//[rbe+（1+β）（R4//RL）]
根據公式可以得知，R3 越大，輸入電阻則越大。R3 的取值并不任意
的，R3 太大會偏離靜態工作點的要求，在偏置電路中，通過偏置的方式提
高輸入阻抗，效能并不是無限的。在該電路中加入電容C3，可以得到如圖
2 所示的電路，在圖2 的電路中，電容C3 的容量增加后，B 點的電壓變化
與輸出端電壓變化情況一致，R3 兩端電壓變化可表示為Ui-Uo，流過R3
的電流為IR3，用公式表示為：
IR3=（Ui-UB）/R3=（Ui-Uo）/R3
有上述公式可以得知，當Ui 發生改變后，Uo 也會相應的變化，二者
的數值比較相近時，流過R3 的電流最小，R3 對交流會呈現出最大的阻
抗，所以，射極跟隨器的輸入阻抗會大大提高。自舉電路是利用自舉電容
控制電路，提高電容一端的電位，可以控制另一端的電位。C3 就屬于自舉
電容，自舉也被稱為特殊形式的正反饋。
2 自舉電路在電路設計中的應用
2.1 利用自舉電路提高射極跟隨器的輸入電阻
射極跟隨器有著自身的特性，其輸入阻抗比較高，而輸出阻抗卻比
較低，在電子線路中有著廣泛的應用。很多射極跟隨器電路的基極都采用
的是固定偏置電路，這種電路的工點穩定性一般較難保證，所以需要將其
改為分壓式偏置，這一改動有效解決了工點不穩定的問題，但是由于電阻
的阻值會受到限制，所以，在分壓式偏置的射極跟隨器電路（圖3）中，輸
入電阻可表示為：
Ri=[R1//R2]//[rbe+（1+β）（R4//RL）]
通過電路輸入電阻的公式可以得知，R1，R2 的取值受到限制后，輸
入電阻Ri 的取值也相應的減小了，影響了射極跟隨器輸入電阻優勢的發
揮。為了解決這一問題，必須增加輸入電阻的大小，并保證工作點的穩定
性，可以在電路中增加電阻R4，或者加入電容C3，即在電路設計中合理
的應用自舉電路，利用自舉電容，改變電路中射極跟隨器的性能指標。
通過上述分析可知，將輸入信號設為Ui，射隨器的輸出電壓可表示
為Uo=Au*Ui。由于射極跟隨器的電壓增益Au 的近似值為1，所以，Ui 與
Uo 的大小幾乎一致，通過電阻R3 的電流可表示為
IR3=（Ui-Uo）/R3
流過R3 的電流是比較小的，但是R3 支路對交流信號的等效R3 數
值卻比較大，
R3=Ui/IR3=R3（/ 1-Au）
電路輸入電阻可以表示為
Ri=R3//[rbe+（1+β）（R4//RL）]≈rbe+（1+β）（R4//RL）
由上述公式可知，在加入電阻R3 與電容C3 后，射隨器的輸入阻抗
值有所提高。
2.2 利用自舉電路擴大電路動態范圍
利用自舉電路可以擴大放大器的輸出動態范圍。
圖4 所示是一個典型的OTL 電路，圖中C3 是自舉電容，C3、R3、R5
組成自舉電路。當未加C3(即將C3 開路)時，在輸人信號ui 為正半周最大
值時，可使三極管Ti 臨界飽和，T3 的基極電壓很低，從而使幾接近飽和，
輸出電壓的最大負峰值為
UCE（sat）-Vcc/2≈-Vcc/2
加人自舉電容C3 后，靜態時P 點對地的電位為UP=Vcc-ICQ*R5，R5
是隔離電阻，其作用是為了防止輸出信號通過自舉電容短路，通常取值很
小，因此可以認為UP=Vcc，而E 點對地直流電位為UE=Vcc/2。因此自舉
電容C 上的直流電壓為Uc=Vcc/2。由于Up=Uc+uE=Vcc/2+uE，即Up 會
隨UE 的升高而自動抬高。當Uo 接近Vcc/2 時，UE 的瞬間電位可達
VCC，此時Up=Vcc+Vcc/2=1.5Vcc，從而能保證供給T2 基極足夠大的基
極電流，使其達到飽和狀態，使輸出電壓的正、負半周幅度對稱。使負載上
能夠獲得足夠大的輸出電壓，即擴大了電路輸出電壓的動態范圍。
2.3 利用自舉電路提高電路增益
設T1 為核心構成共射電路，以T2 為核心構成的是射隨器，G3 為自
舉電容。電路輸出電壓跟隨N 點的電位變化而變化，通過C3 的反饋將輸
出電壓反饋到M 點，使M 點的電位也跟隨N 點電位的電位變化而變化，
實現自舉。其結果使M 點的電位與N 點電位很接近，使流過Rc2的交流
電流大大減少，這就相當于提高了Rc2 的交流等效阻抗，從而提高了電路
的增益。利用幾管產生自舉作用，不僅提高了電路的增益，而且也使電路
輸出的電阻大大增加，所以適用于后級放大電路輸人阻抗較高的場合。
3 結語
通過分析發現，將自舉電路應用在電路設計中，可以提高電路設計的
質量，提高電路的指標，自舉電路有著較多的功能，這與其自身的工作原
理有著較大的關系，只有合理的利用自舉電路，充分的發揮其功能與作
用，才能保證電路穩定的運行，保證電路的性能指標得到改善。
參考文獻
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摘要:自舉電路是由自舉電容構成的，在電路設計的過程中，應用自舉電路，可以有效改善電路的性能指標，可以提高射隨器的輸入
阻抗，還可以提高電路增益，擴大電路的動態范圍。本文對自舉電路在電路設計中的應用情況進行了探討，希望對相關電路設計人員提供
一定幫助。
關鍵詞:自舉電路；電路設計；應用；電容
圖1 射極跟隨器電路圖2 加入電容C3 的射極跟隨器電路
圖3 分壓式偏置的射極跟隨器電路圖4OTL 電路
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