[科普中国]-电容倍增器

电容倍增器仅用一个电容和放大器放大了电容的容量。

在电流模式技术中，一般通过调节电流镜电流的大小，实现对电容值的调节。与电压模式技术相比，电流模式技术不仅可以获得较高的工作频率，而且便于容值调节。1

术语简介电容倍增器其实是一个虚拟电容，不过体积可以做的比同样大小的真电容更小。有了电容倍增器，有很多好处，不仅替代了很多需要使用大电容的场合，而且像只用模拟电路设计超低频滤波器、长延时电路也成为可能。

而用真的电容去做这些是很困难的，往往体积庞大，而且巨大容量的电容难以买到。

另外在需要低噪声直流供电的场合，可以用它当一个巨大的滤波电容，尤其是在带负载时能很好的抑制纹波噪声。

基于三极管的电容倍增器

该电路的等效电容相当于C1的电容乘以三极管的电流增益(β)，效果相当于电容容量被三极管放大了β倍。

R1 与C1 是能过滤VS纹波的低通滤波器。 R1 不仅为C1提供充电电流，而且为三极管提供基极电流。R2是该电路的等效负载（暂时我们认为这是一个纯阻性负载）。

假如没有三极管Q, 那么R2 就是电容C1最直接的负载，想要抑制纹波，C1必须非常非常大才可以扛得住R2吸走的电流。现在有了这个三极管Q, 那么负载从C1上吸走的电流就被巧妙地缩小了 β倍，换一句话来讲，就是 C1 的电容对于特定负载被放大了 β倍。

注意这不是一个稳压电路，因为输出电压会由输入电压 VS的变化而变化。输出电压会比三极管基极电压低约0.65V,在带负载时能比VS 低 2–3 V。 如果R1和C1的值足够大，输出纹波能够降低到几乎可以忽略不计的水平。但是输出上升沿会变缓，具体表现在从零电压上升到工作电压时会变得十分缓慢 （尤其是带负载时）。

这是由于R1和C1很大的时间常数引起的。

基于运放的电容倍增器

这里，电容 C1的容量被增大了R1 / R2倍。

等效电容C = C1 * R1 / R2。

发展作用现代电子技术突飞猛进的一个重要方面是集成电路技术的日新月异。就目前的水平而言，要在集成电路中制作大容量的电容比较困难。2

同时，容量越大，占用芯片的面积也越大。但是，便携设备、手持仪表等电子系统微型化需要集成大容量电容。

利用电流传输器的阻抗变换作用，可使小容量的电容等效变换为较大容量的浮地电容。尽管这样增加了一些有源器件，但这正好可以发挥集成电路自身的优势，克服难以集成大容量电容的劣势。

把这种有源浮地电容倍增器应用于开关电容DC—DC变换器，可为它的全单片集成提供一种新方法。

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学