Polarisierte Kondensatoren im Verstärker mit gemeinsamem Emitter

Polarisierte Kondensatoren müssen vom Pluspol zum Minuspol immer 0 oder mehr Volt aufweisen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Spannung keine Wechselstromkomponente enthalten kann, sondern nur, dass die niedrigsten Spitzen nicht negativ werden. Anders ausgedrückt, es geht Ihnen gut, solange die Kappe eine Gleichstromvorspannung hat, die mindestens so groß ist wie die negative Spitze des Wechselstroms.

In der von Ihnen gezeigten Schaltung hat die rechte Seite von C1 eine gewisse positive Vorspannung, während die linke Seite ein kleines Wechselstromsignal hat, das bei 0 zentriert ist. Wenn C1 polarisiert wäre, müsste die rechte Seite der positive Anschluss sein.

Die Dinge sind nicht so schlimm mit C1, wie Sie denken. Erstens, nur weil an einem Ende eine Wechselspannung anliegt, bedeutet das nicht, dass Spannung an der Kappe anliegt. Tatsächlich besteht der Zweck von C1 darin, Gleichstrom zu blockieren und Wechselstrom durchzulassen, sodass das Signal zumindest für die für diese Schaltung interessierenden Frequenzen größtenteils nicht über C1 erscheint. Idealerweise wird das gesamte AC-Signal dem Arbeitspunkt überlagert und erscheint auf der Basis von Q1. Wenn dies der Fall ist, kann es nicht auch über C1 hinweg sein.

Zweitens soll der AC-Signalpegel am Knoten 1 eindeutig "klein" sein. Wenn es zu groß wäre, würde die Schaltung abschneiden und nicht linear agieren, was normalerweise von einem "Verstärker" nicht erwünscht ist.

Drittens sind in diesem Fall die Spannungen klein genug und die erforderliche Kapazität klein genug, dass C1 im Allgemeinen gar nicht erst polarisiert werden müsste.

Die anderen Kondensatoren haben klare DC-Vorspannungen und können nicht negativ angesteuert werden. Abhängig von den Impedanzen, Frequenzen und Spannungen müssen sie möglicherweise überhaupt nicht polarisiert werden. Sie möchten im Allgemeinen keine polarisierten Kondensatoren in Signalpfaden verwenden.

Es ist ziemlich einfach, es gibt eine Wechselspannung, die auf der Gleichspannung liegt. Idealerweise sollten die kombinierten Spannungen niemals negativ werden, was bedeutet, dass der negativste Teil der Wechselspannung immer noch eine geringere Größe als die Gleichspannungskomponente hat. SO ist die Tatsache, dass die Kondensatoren Gleichspannung blockieren, eine gute Sache, da dies die Vorspannung des Kondensators in einen sicheren Bereich unterstützt.

Wenn Sie sich Ihr Diagramm ansehen, können Sie sehen, dass CE und CL leicht zu verstehen sind, dass sie eine Gleichspannung haben. Lediglich C1 könnte fragwürdig sein, einfach weil Vs hier nicht definiert ist.

Die Verwendung von polarisierten Kappen in diesen Anwendungen ist eine gute Möglichkeit, eine hohe Kapazität entweder in einem kleinen Gehäuse oder zu geringeren Kosten zu erhalten. Aber es gibt auch Nachteile, da sie in ihren Leistungsmerkmalen alles andere als ideal sind.

Was Elektrolytkondensatoren polarisiert, ist, dass sie auf eine Spannung mit der richtigen Polarität angewiesen sind, um eine Schicht aus Aluminiumoxid aufrechtzuerhalten, die die Schichten des Kondensators isoliert. Eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität wird diese Schicht aktiv auffressen, und bald werden die Schichten des Kondensators kurzgeschlossen, wodurch Ihr Kondensator in eine kleine elektrische Heizung umgewandelt wird. Wenn sich die Elektrolyte des Kondensators schnell erhitzen, verdampfen und dehnen sie sich aus, was entweder dazu führt, dass die Sicherheitsöffnung auf der Oberseite reißt (langweilig) oder die Dose, die die Eingeweide des Kondensators umschließt, mit einem lauten Knall heftig durch den Raum schießt und Schmiere zurücklässt und Isolierpapier auf der ganzen Schaltung (aufregend).

Ich ermutige Sie, dies mindestens einmal (mit Schutzbrille und sicherem Abstand) zu versuchen, wenn Sie es noch nie erlebt haben. Schmale, hohe Kondensatoren, billig hergestellt von unbekannten Marken in China ohne Sicherheitsventil (sieht aus wie eine Prägung auf der Oberseite) scheinen am besten zu funktionieren.

Allerdings sind kurze Ausschläge (Millisekunden) in die entgegengesetzte Polarität kein Problem, da sie nicht lang genug sind, um die Isolierschicht zu zerstören. Wichtig ist, dass die durchschnittliche Spannung (dh die DC-Vorspannung) die richtige Polarität hat.