电容器在RC延时电路中的作用

说到电容器，应该是全民皆知的器件了。它在电子技术领域有着许多重要的应用，无论是“超级电容”还是“固态电容”，本职工作依然离不开充电、放电以及存储电量。但当它与电阻器或者电感器搭配使用时，又会衍生出许多新功能，其中一种就是我们熟知的RC延时电路。先来看看下面的电路：

原理分析

该电路中，我添加了TP3、TP4和TP5作为测试点，方便用示波器来测量数据验证结论。这是一个上电延时电路，元件Q1（MOSFET）控制着24V电源的开关状态；电阻器R19与R20组成的分压电路限制着Q1的栅极（G）电压（约20V）；此时的电容器BC17扮演着两个角色：交流导通与延时控制。

交流导通

在系统上电启动瞬间，Q1由于是P-MOSFET（栅极低电平导通型，反之则是N-MOSFET）， 根据电容器两端抑制电压突变的特性（交流导通） ，上电瞬间BC17两端的电压均为24V，TP5的电压也是24V，因此Q1处于关闭状态，测试点TP4的电压为0；

延时控制

由于上电的瞬间TP5电压达到了24V，电阻器R19的另一端接地，因此给BC17与R19所组成的RC延时电路提供了放电路径，制造出了一个约为540ms的MOSFET关闭时间。用示波器的三路探头分别接上TP3、TP4和TP5，可测得如下波形：

黄色信号（TP5）在上电之后约经过了540ms之后，红色信号（TP4）代表的MOSFET开始导通，状态变成了高电平。此时可以看到TP5的电平从上升到最高点的时候就开始缓慢下降，当电平到达21V左右，TP4的电平才开始上升，即Q1开关打开。

MOSFET

为什么会是21V呢？这是由MOSFET的导通阀值所决定的，而R19与R20组成的电压偏置电路则是为了设定这个阀值存在的。MOSFET的相关规格可以从数据手册里查到：

红色方框部分则是源极（S）与栅极（G）之间的导通阀值电压，其最大值不超过2.4V；刚才示波器所测得的V(GS)约为3V，足以保证MOSFET的导通。

无延时验证

最后我们需要做一个验证，即取消掉电容器BC17，用以证明其在延时电路中的地位。我们直接从原理图上面可以看出，没有了电容器的作用，系统在上电之后，24V直接是通过R19与R20的偏置而打开Q1，完全没有了先前的延时效果。

通过上述的对比验证，可以得知电容器在该延时电路中的核心地位， 通过RC电路制造出540ms的延时，有效抑制了由开关抖动等原因引起的干扰和冲击，保护了后端的电路 。