在电子电路设计中，为了获得低纹波的直流电压，传统做法通常采用 RC 滤波、LC 滤波及其相应的 Π 滤波。然而，使用电容或电感进行滤波存在一些明显的缺点。这些滤波器件体积较大，会占据较多的电路板空间；漏电流大，会造成一定的能量损耗；器件离散性大，导致滤波效果不稳定。而且，滤波效果并不会随着电容量或电感量的增大而显著增加，还会存在滤波瓶颈，甚至引入额外的分布参数，影响电路性能。

　　鉴于此，我们尝试在不增大电容量的情况下，设计一个基于三极管的电子滤波器来对直流电压（以 + 5V 为例）进行滤波。

　　我们的构思起源于一个常见的电容滤波电路。目标是借助一个三极管，将电容 C1 的滤波效果增大到 βC1 倍（β 为三极管的放大倍数）。以 NPN 管为例，要使三极管能够通过大电流到负载 RL，就必须将三极管的 C、E 极接入电路主回路，且 C 极接 + 5V 电源端。但此时三极管无法导通，因为必须使基极正偏才能导通，且导通程度与基极电流有关，基极电流越大，导通程度越深，直至饱和。所以，我们在 + 5V 电源与基极之间接入一个电阻。

　　不过，新的问题出现了。这个电路并没有将滤波效果放大 β 倍，只是对负载电流进行了截流控制。若 C1 对 + 5V 滤波不够彻底（超过了设计要求的纹波），剩余的纹波将通过 R1 进入三极管的基极，被放大 β 倍后送给负载，这就成了纹波放大器，与设计任务的要求相悖。为解决这个问题，我们额外增加一个电容 C2，利用电容 “通交流，阻直流；通高频，阻低频” 的特性，将 Q1 基极的纹波 “引流” 到地。

　　这样一来，该电路将 + 5V 中的直流成分的大部分通过 CE 送给负载 RL，只有很少的直流成分送给 Q1 基极，相应地 “压制” 了交流成分。从效果上看，直流放大了 β 倍，相当于将交流成分抑制到 1/β，这可等效为接了一个 βC1 的电容（β 大多在 50 到 200、300 之间）。与采用纯粹的大电容滤波相比，这种基于三极管的电子滤波器具有明显优势。大电容会带来大的漏电流和大的上电冲击，而三极管没有电容那么大的漏电流，并且由于结电容的存在，对上电冲击电流有一定的缓冲作用。此外，我们还可以对电路进行优化，在负载前端增加小容量的瓷片电容（通常不大于 100nF），进一步滤除高频信号。

　　为了确定电路中的参数，我们进行了如下计算。假定 β=100，负载 RL 所需电流为 200mA。为使 Q1 的 CE 间压降尽量小，我们让基极电流 IB 为临界放大电流的 1.5 - 2 倍（这里取 2 倍）。经过计算，IB = 2IC/β ≈ 2IE/β = 2IL/β = 2 * 200 / 100 = 4mA，R1 = (5 - 0.7) / IB = 4.3 / 4 ≈ 1k（0.7 为三极管 BE 压降）。根据滤波经验公式（2000uF/A 或 2uF/mA），由于负载电流为 200mA，可得 C1 = 2 * 200 = 400uF，实际取标准系列的 470uF 电解电容。考虑到大部分直流纹波的频率约为 f = 300kHz，为将 C2 的容抗限制在 1Ω 以内（接近于容抗接地，增强滤波效果），即 1/(2πfC2) ≤ 1，计算得出 C2 ≥ 1/(2 * π * 300k) ≈ 53uF，实际取标准系列的 68uF。通过查三极管选型手册，S9013 型三极管集电极电流 Icm = 400mA，相较于本的负载电流（200mA）有一倍余量，且放大倍数在 64 - 202 之间（可筛选出接近 100 的管子），所以确定选用 S9013 管。确定参数后的电路如下图所示。