电压跟随器放大器：设计、构建与测量指南
零件与材料
- 一只 NPN 晶体管—推荐 2N2222 或 2N3403。15 只装（Radio Shack #276-1617）适合此项目及其他项目。
- 两节 6V 电池
- 两个 1kΩ 电阻
- 一个 10kΩ 单圈线性电位器（Radio Shack #271-1715）
晶体管引脚排列即使外观相同也可能不同。接线前务必查阅厂家数据手册。用万用表二极管测试功能快速验证极佳。
关于用万用表识别双极晶体管端子分步指南，见《半导体第三卷》第四章。
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
- 理解无大地连接电路中"地"的角色
- 用分流电阻配合电压表测量电流
- 确定放大器电压增益
- 确定放大器电流增益
- 探究放大器阻抗变换特性
原理图
实物接线图
实验步骤
因所选晶体管引脚排列可能与图不同，面包板布局可能需调整。图中所有 TO-92 晶体管标"CBE"——左至右为集电极、基极、发射极。这适用 2N2222 等，但非所有 NPN 器件通用。务必核对您所用具体元件引脚分配。
双极结型晶体管用万用表可快速确认引脚。电压跟随器是最简单安全的晶体管放大器。
其作用是向负载提供与输入相同电压，但具显著更高电流能力。无电压增益，却提供巨大电流增益。
原理图中电源负极标"地"。此基准点不一定接大地；仅定义电路电压基线。
例如，基极电压（VB) 相对此地基准测量。虽说单点电压通常无意义，但共同基准点使此类表述有用。
搭建电路，记录多个电位器设置下输出电压对输入电压。输入电压为电位器滑动端相对地电压；输出电压为负载电阻（或发射极）两端电压。
应观察到紧密跟随：输入变化产生近乎相等输出变化，仅有约 0.6V 小压降（晶体管饱和压降）。此 1:1 关系表明交流电压增益约为 1。
接着对比基极电流（输入）与负载电流（输出）。不插电流表，测两 1kΩ 电阻两端电压用欧姆定律（I=E/R）换算。1kΩ 下每伏压降对应 1mA 电流。
为最大精度可测各电阻实测值，但差异通常可忽略。这些分流电阻将电流转为可测电压。
将发现输入输出电流巨大差距—低信号电平电流增益常超 200。这是电压跟随器核心优势：放大电流不改电压。
阻抗术语看，放大器呈高输入阻抗（极小吸取电流）和低输出阻抗（能供大电流）。这使其成级间缓冲理想选择。
计算机仿真
带 SPICE 节点编号原理图：
网表（复制到 .cir 文件用 SPICE 运行）：
Voltage follower v1 1 0 rpot1 1 2 5k rpot2 2 0 5k rbase 2 3 1k rload 4 0 1k q1 1 3 4 mod1 .model mod1 npn bf=200 .dc v1 12 12 1 .print dc v(2,0) v(4,0) v(2,3) .end
仿真输出输入电压 5.937V，输出 5.095V，输入电流 25.35µA（1kΩ 基极电阻），输出电流 5.095mA（1kΩ 负载）。调整电位器分压值（Rpot1 和 Rpot2）保持和为 10kΩ 可改变输入电压。
相关练习册
- Bipolar Transistor Biasing Circuits Worksheet（双极晶体管偏置电路练习册）
工业技术