共射极放大器：设计、测量与负反馈技术
零件与材料
- 一只 NPN 晶体管（推荐 2N2222 或 2N3403；Radio Shack #276-1617 含 15 只装）
- 两节 6V 电池
- 一个 10kΩ 电位器，单圈，线性锥度（Radio Shack #271-1715）
- 一个 1MΩ 电阻
- 一个 100kΩ 电阻
- 一个 10kΩ 电阻
- 一个 1.5kΩ 电阻
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
- 设计简单共射极放大器电路
- 测量放大器电压增益
- 区分反相与同相放大器
- 应用负反馈改善稳定性
原理图
实物接线图
实验步骤
搭建电路，测量输出电压（集电极-地）和输入电压（电位器滑动端-地）跨电位器全程。先全程扫描电位器识别输出电压全幅。再选取若干中间目标电压（如 1V、3V、5V、7V、9V、11V）记录对应输入电压。
至少两组数据对即可计算电压增益为输出变化量与输入变化量之比。例：1.5V 输入得 7.0V 输出，1.66V 输入得 1.0V 输出，增益 = (7.0–1.0)/(1.66–1.5) = 6/0.16 ≈ 37.5。
两关键观察：反相—输入增大输出减小，确认反相放大器；高电压增益—远超电压跟随器单位增益。
共射极放大器虽增益高但对温度敏感。用手或吹风机加热晶体管，观察固定输入下输出电压漂移。反之用冰块冷却观察变化。温度变化改变基射结，改变给定输入下基极电流，进而影响集电极电流和输出电压。
负反馈可缓解温漂。最简单法在发射极接地间加电阻，形成分压降低输入灵敏度。参考下图。
装上 1.5kΩ 发射极电阻重测电压。重新计算降低后增益并再测温度稳定性。对比有无电阻时输出变化幅度。
另一反馈技术用高阻电阻（如 1MΩ）将输出反馈至输入（集电极接基极）。同样降低增益增强稳定性，但两方案输出范围不同。观察两电路全扫描电压极限差异。
计算机仿真
带 SPICE 节点编号原理图：
网表（建立文本文件包含以下确切内容）：
Common-emitter amplifier vsupply 1 0 dc 12 vin 3 0 rc 1 2 10k rb 3 4 100k q1 2 4 0 mod1 .model mod1 npn bf=200 .dc vin 0 2 0.05 .plot dc v(2,0) v(3,0) .end
此 SPICE 仿真对 vin 施加 0–2V 直流扫描，记录集电极-地电压。输出图显示晶体管进入有源区时阶跃式跃变。
相关练习册
- Class A BJT Amplifiers Worksheet（A 类 BJT 放大器练习册）
工业技术