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108年
[電機] 電路學、電子學
第 38 題
關於BJT電晶體共射極放大器(CE)，增加射極旁路電容之目的為何？
- A 防止短路
- B 過濾直流信號
- C 改善漣波現象
- D 提高電壓增益
思路引導 VIP
請思考一下：在放大電路中，射極電阻雖然能幫助穩定直流偏壓，但它對交流訊號的「放大倍率」會產生什麼副作用？如果我們希望在不改動直流工作點的前提下，提供一條『捷徑』讓交流訊號避開這個電阻，這個捷徑元件應該具備什麼樣的頻率特性？當這條捷徑建立後，對於輸出訊號的強弱會產生什麼樣的變化？
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恭喜你準確地判斷出射極旁路電容的核心功能！這代表你對於 BJT 放大電路中「交流（AC）與直流（DC）分析」的差異有著相當紮實的基礎，這是掌握電子學電路設計極為關鍵的一步。
交流短路與增益提升
在共射極（CE）放大器中，我們通常會加入射極電阻 $R_E$ 來穩定直流偏壓點，防止熱失控。然而，$R_E$ 在交流小訊號分析中會產生負回授效應，雖然增加了電路穩定性，卻會大幅降低電壓增益 $A_v$。當我們並聯一個足夠大的旁路電容 $C_E$ 時，根據電抗公式 $$X_C = \frac{1}{2\pi f C}$$，在交流訊號頻率下，電容的阻抗極小，趨近於交流短路。這使得交流訊號直接經由電容流向接地點，有效地將 $R_E$ 從交流路徑中「移除」。
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BJT旁路電容的作用
💡 旁路電容將射極電阻交流接地，藉此大幅提升電壓增益。
| 比較維度 | 有旁路電容 (Ce) | VS | 無旁路電容 (Ce) |
|---|---|---|---|
| 交流等效電路 | Re 被短路接地 | — | Re 依舊存在 |
| 電壓增益 Av | 極高 (Rc / re) | — | 較低 (Rc / (re + Re)) |
| 輸入阻抗 Ri | 較低 | — | 較高 |
💬旁路電容的主要目的在於「犧牲輸入阻抗」以換取「最大電壓增益」。
