上期“基础训练”栏目，我们一起学做了一个发光钥匙坠。这一期，我们要学做一个带放大器的小音箱。这个小音箱由于自身带有一个简单的放大器，因此可以直接将微型收音机或随身听的耳机信号放大后用扬声器放音，声音又大又好听，使用也十分方便。
图1是带放大器小音箱的电路图，它由一级晶体管单管放大器以及扬声器、电池、开关组成。下面我们先介绍晶体三极管和扬声器的基本知识，然后再讨论图1电路的工作原理。
一、晶体三极管：
晶体三极管一般简称为“晶体管”或“三极管”，是一种具有两个PN结的半导体器件，它具有三根引出电极，分别是基极b、发射极e、集电极c。晶体三极管的文字符号是“VT”，图形符号及外形见图2。
1、晶体三极管的种类。
①按导电极性分，晶体三极管可分为NPN型和PNP型两大类。NPN型管工作时，集电极c和基极b接正电，电流由集电极c和基极b流向发射极e，其图形符号中箭头向外即表示了电流方向（图2a左）。PNP型管工作时，集电极c和基极b接负电，电流由发射极e流向集电极c和基极b，其图形符号中箭头向里即表示了电流方向（图2a右）。使用中应按照电路图的要求选用导电极性的管子，否则将无法正常工作。
②由于所用半导体材料的不同，晶体三极管又分为锗管和硅管。按用途可分为放大管、开关管等。按截止频率可分为高频管（≥3MHz）、低频管（＜3MHz）。按耗散功率可分为小功率管（＜1W）、大功率管（≥1W）。晶体三极管的型号反映出了这些特征（表1）。例如3DG6，即表示这是硅材料NPN型高频小功率晶体三极管。
2、晶体三极管的放大作用。
晶体三极管最基本的作用是放大。晶体三极管为什么会有放大作用呢？这是由它的内在结构所决定的。我们先来看图3，这是NPN型晶体三极管内的电流分配示意图，当电路接好以后，在三极管中就必然有三股稳定的电流，即：发射极电流Ie、基极电流Ib、集电极电流Ic，三者之间具有如下的关系：Ie=Ib＋Ic，在相当大的一个范围内，Ie、Ib、Ic互相之间总是维持一个固定的比例关系，并且基极电流Ib很小，一般仅为集电极电流Ic的0.5～5％左右；集电极电流Ic受基极电流Ib控制，在数量上是基极电流Ib的几十倍，当基极电流Ib有一微小变化时，集电极电流Ic便随之按比例产生几十倍于Ib的变化，这就是电流放大原理。集电极电流Ic与基极电流Ib的比值，叫共发射极电流放大系数，用希腊字母“β”表示，即β=Ic／Ib。例如：某一晶体三极管，当Ib=0.01mA时，Ic=1mA，其电流放大系数β=（Ic／Ib）（1／0.01）=100，表示该管具有100倍的电流放大能力。
在集电极回路串入一个较大的电阻Rc（图3），根据欧姆定律，集电极电流Ic便会在集电极电阻Rc上产生一个电压降Uc，Uc=IcRc，远大于加在基极上的微弱电压，这就实现了晶体三极管的电压放大。
3、晶体三极管的主要参数。
①共发射极电流放大系数β：表示晶体三极管的电流放大能力，一般应在40～120之间，β值过低的管子放大量不够；β值过高的管子往往工作不稳定。
②共发射极截止频率f\(_{β}\)：表示晶体三极管共发射极电流放大系数β随频率的增高而下降到原来的0.707倍时的频率。有些晶体管手册中给出的是特征频率fT，它是指β下降到1时的频率。使用中应使f\(_{β}\)或fT远高于电路工作频率，否则晶体三极管的放大性能就要大受影响甚至失去放大作用。
③极限参数：集电极发射极间反向击穿电压BVceo，最大允许集电极电流Icm，最大允许集电极耗散功率Pcm等，使用中不得超过，否则将损坏晶体三极管。
4、管脚识别与检测。
①肉眼识别：根据晶体管手册中给出的管脚图进行识别，图2b是几种常见的管脚排列。
②用万用表判别：万用表置“RXIK”档，先用黑表笔接某一管脚，用红表笔接另外两管脚，测得两个电阻值；再将黑表笔换接另一管脚，重复以上步骤，直至测得两个电阻值都很小（NPN型管）或都很大（PNP型管），这时，黑表笔所接的是基极b（图4）。用万用表测剩余两管脚之间的电阻值，先测一次，再将红、黑表笔对调一下再测一次。在电阻值较小的那一次中，对NPN型管而言，红表笔接的是发射极e、黑表笔接的是集电极c（图5a）；对PNP型管则正相反，红表笔接的是集电极c、黑表笔接的是发射极e（图5b）。
③晶体三极管好坏的简单检测。将万用表置“RXIK”档，测量基极与集电极之间、基极与发射极之间的正、反向电阻，其结果应与表2数值基本相符，否则说明该管已损坏。
二、扬声器
扬声器俗称喇叭，是一种电声转换器件。扬声器的文字符号是“BL”，图形符号及外形见图6。扬声器的品种也是很多的：接换能方式分为：电动式扬声器、舌簧式扬声器、压电晶体扬声器等，最常用的是电动式扬声器。按磁体结构分为：内磁式扬声器、外磁式扬声器。按纸盆结构分为：纸盆扬声器、复合边纸盆扬声器、球顶扬声器等。另外，扬声器还有大、中、小多种口径尺寸，并有圆形和椭圆形之分。
l、扬声器的主要参数。
①标称功率，是指扬声器在长期正常工作时所能输入的电功率，常用扬声器的功率有；0.1W、0.25W、0.5W、1W、3W、5W、10W等等。选用扬声器时，不宜使扬声器长期工作在超过其标称功率的状态，否则易损坏扬声器。
②标称阻抗，是指扬声器工作时输入的信号电压与流过的信号电流之比值，是指交流阻抗，在数值上约是扬声器音圈直流电阻值的1.3～1.5倍。常用扬声器的阻抗有：4Ω、8Ω、16Ω等，应按照电路图的要求选用。
2、扬声器的简单检测。将万用表置“RX1”档，两表笔断续触碰扬声器两引出端（图7a），或者用一节干电池，其两端用导线引出并断续触碰扬声器两引出端（图7b），扬声器中均应有“喀、喀……”声，否则该场声器已损坏。
三、工作原理
上面我们讨论了晶体三极管和扬声器的有关知识，接下来我们来研究带放大器小音箱的电路工作原理。
请看图1，这是一个单管共发射极放大电路，R\(_{1}\)、R2是基极偏置电阻，R\(_{3}\)是集电极电阻，C1、C\(_{2}\)是耦合电容。其工作过程是：交流信号电压由输入端输入，径电容C1耦合至晶体三极管VT的基极进行放大，放大后的交流信号由VT的集电极输出，通过电容C\(_{2}\)耦合至扬声器发出声音。晶体三极管的放大作用我们前面已经讨论过了，现在重点来讲一讲基极偏置电路的作用。
图8a是没有基极偏置电路时的情况，我们知道，对于NPN型管，只有当基极电位高于发射极电位时，才有基极电流Ib，也才有集电极电流Ic。在信号电压Ub正半周时，满足这一条件，因此有基极电流Ib和集电极电流Ic。而在信号电压Ub负半周时，由于基极电位低于发射极电位，晶体三极管截止，没有基极电流Ib，也就没有集电极电流Ic，从图8a中可以直观地看出，输出的集电极电流Ic相对输入信号电压Ub产生了严重的失真。
在图8b中，电源GB由R\(_{1}\)、R2分压，给晶体三极管基极提供了一个直流偏压，信号电压Ub叠加在这个偏压上，使得不论Ub是正半周还是负半周，基极电位都高于发射极电位，基极电流Ib始终存在，只是Ib的大小随信号电压Ub而变化，因而集电极电流Ic也有相应的变化，如图8b所示，Ic的波形与Ub的波形基本一致，消除了失真。
直流偏压的大小，可以通过改变R\(_{1}\)与R2的比值来调整，一般是固定下偏置电阻R\(_{2}\)，改变上偏置电阻R1来达到要求。偏压一旦确定，静态集电极电流Ic就确定了，即放大器的工作点就确定了。
四、制作与调整
1、元器件选用。VT可选用任何3DG型或3DK型晶体三极管，也可选用进口的NPN型硅管，例如2SC1815、9014等，要求β=40～120即可。R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)选用1／8W或1／4W碳膜或金属膜电阻。C1、C\(_{2}\)选用小型电解电容器，耐压＞3V即可。扬声器选用8Ω电动式扬声器，功率不限，口径大小可根据自己的要求灵活掌握。
2、刻制印刷电路板。找一块约3×4.5cm\(^{2}\)的敷铜板，按照图9所示，用小刀将不需要的地方的铜箔刻掉。
3、装制。根据所用扬声器口径的大小，自制或购买一个小音箱，将扬声器固定在音箱里（图10右）。将开关和两个接线柱固定在音箱后盖板上（图10左）。将元件焊到印刷电路板上，直接焊在铜箔面，可省去打孔（图10中）。R\(_{1}\)暂时先不焊。
4、调整静态工作点。用一个100k左右的电位器和一个5.1k电阻串联后，代替R\(_{1}\)焊入印刷电路板（图11a）。将万用表置“10V”直流电压档，红表笔接集电极C，黑表笔接发射极e，监测晶体三极管的集电极电压（图11b）。接通电源，旋转电位器改变其阻值，直至万用表指示集电极电压为2V。焊下电位器及与其串联的电阻（这时注意不可再转动电位器柄），用万用表“RX1K”档测出其总阻值，这就是R1的阻值，取一个阻值基本相同的电阻焊入R\(_{1}\)位置，放大器工作点就调整好了。
5、将印刷电路板和电池盒放入音箱，适当加以固定，然后盖上后盖，一个带放大器的小音箱就制做完成了（图12）。使用时，将信号线接到两个接线柱上，打开电源开关，音箱就会发出宏亮悦耳的声音来。 （门宏）
