晶体管作电控开关：电流放大演示实验
零件与材料
- 两节 6V 电池
- 一只 NPN 晶体管（推荐 2N2222 或 2N3403；Radio Shack #276-1617 含 15 只装）
- 一个 100kΩ 电阻
- 一个 560Ω 电阻
- 一只 LED（Radio Shack #276-026 或任意标准 LED）
电阻阻值和 LED 具体型号对演示非关键。
参考文献
《电路课程》第三卷，第四章："Bipolar Junction Transistors"（双极结型晶体管）
学习目标
- 理解双极结型晶体管电流放大机制
原理图
实物接线图
实验步骤
原理图显示一根红线终端呈箭头状接 100kΩ 电阻一端。留这根线松动，以便短暂触碰电路其他点。
将红线自由端触碰任意比其更正电位点——最常见是直流电源正极。LED 将点亮，尽管 100kΩ 电阻将电流限制在仅约 0.12mA（12V ÷ 100kΩ）。这演示了微小基极电流如何控制大得多的集电极电流。
为量化效果，用电流表串联红线接正极：
选表最灵敏档读取微小基极电流。再测 LED 电流对比。典型电流增益 >200，确认晶体管作为电控开关作用。
动手演示：移去松动线，尝试用两手指桥接 100kΩ 电阻空闲端至电源正极。沾湿指尖可改善导电。变化接触压力改变基极回路电阻；观察 LED 亮度变化。这展示晶体管不只作二态开关，还能作可变电流控制器。
计算机仿真
带 SPICE 节点编号原理图：
网表（复制到 .cir 文件）：
Transistor as a switch v1 1 0 r1 1 2 100k r2 1 3 560 d1 3 4 mod2 q1 4 2 0 mod1 .model mod1 npn bf=200 .model mod2 d is=1e-28 .dc v1 12 12 1 .print dc v(2,0) v(4,0) v(1,2) v(1,3) v(3,4) .end
仿真结果：560Ω 电阻压降（v(1,3)）10.26V，对应 LED 电流 18.32mA。100kΩ 电阻压降 11.15V，基极电流仅 111.5µA——凸显晶体管放大能力。
二极管模型参数 is=1e-28 模拟 LED 較高正向压降。
相关练习册
- Bipolar Junction Transistors as Switches Worksheet（双极结型晶体管作开关练习册）
工业技术