Question

为何三极管基极电阻比集电极电阻大很多，集电极电压就大于基极电压？

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Answer 1

4-19. 晶体三极管的构造和工作原理是怎样的？
答：晶体三极管是两个PN结制成的元件，有三个电极：发射极e、基极b、集电极c。它相当于两个二极管背靠背或面对面结合在一起。有两种：中间是N的叫PNP型，中间是P的叫NPN型，两种电流方向相反，用的最多的NPN型是集电极用正电，电源负极接地，和电子管应用的电流方向相同。
晶体三极管可以代替电子管制成各种放大和振荡电路，还能制成电子管不能完成的开关电路（电子管内阻太大），是性能优异的电子器件。
两个二极管连接起来能当三极管使用吗？不能！为什么呢？这是因为三极管的特殊结构决定的：基极所在的基区非常薄，只有几个微米（人头发直径是70～80微米），另外，各区的掺杂浓度不同，发射区最浓，掺杂最多，基区中等，集电区最稀，掺杂最少。两个二极管串联肯定做不到这么薄的基极，也没办法实现掺杂梯度，所以根本无法实现三极管的功能。
三极管虽然用万能表量着和两个二极管等效。但如果基极悬空（哪儿也不连接），另外两个电极，用万能表电阻档测量，不管哪个接正，哪个接负，怎么也不会导通的。这是因为：发射极和集电极都是N型硅，基极是P型硅，相当于两个二极管反向串联，不管电压哪个方向，总有一个二极管反向不导通，在串联电路中，只要有一处不通，整个电路就不通，电流为零。
下面以NPN硅管为例说明三极管工作原理：在接正向电压的条件下（集电极接正、发射极接负），基极上若没有电压或接负电压，晶体管是不会导通的，也就是相当于一根断了的导线；若想让三极管导通工作，其实很简单：只给基极一个很小的正电流就可以了，即可形成比较大的集电极电流（而发射极电流等于二者之和），这叫加“偏置”，导通后究竟集电极电流比偏置电流（基极电流）大多少倍，取决于晶体管的结构，一旦晶体管造好了，这个数值就固定不变了，这个数值是三极管的重要参数，叫“放大倍数”，又叫“β”值（也有称hfe值）；结构上，基极做得越薄，掺杂浓度越高，三极管的“β”值越高。
晶体管的“β”值是不是越高越好呢？不是的！一般小功率管的β值的理想值为100左右，而耐压（指集电极可耐受的最高电压BVCEO，或BVCBO）高的大功率管β值都在20以下，这是因为耐压高，基极就要做得厚，掺杂就要少，这样一来，β值就高不了啦。
P接正N接负叫“正偏”， N接正P接负叫“反偏”，发射极和基极形成的PN结叫发射结，基极和集电极形成的结叫集电结。
如果基极悬空，集电极接正，发射极接负，理想的情况电流应当为零，但此时仍有一股很小的电流ICEO，这个电流叫“漏电流”，又名“穿透电流”。这个电流理想是越小越好，它是集电极电流不可控的部分，锗管较大，硅管很小。
而三极管的放大作用正是利用了这股漏电流，把它变成用基极小电流来控制集电极的大（漏）电流。
三极管有三种工作状态：（用水龙头比喻三极管的工作）
截止态：对电路相当于一根断了的导线，此时集电极电流为零，（相当于水龙头全关闭，滴水不漏），此时，发射结和集电结都是反偏。
放大态：对于电路相当于一个电控的电位器，用基极的小电流即可按比例地控制集电极的大电流，这个比例就是β值。（相当于一个电磁控制的水龙头，通电越多，水流越大），此时，发射结正偏，集电结反偏。
饱和态：对电路相当于一根连着的导线，此时集电极电流为最大值（取决于电源电压除以负载电阻），不再受控于基极电流（相当于水龙头全打开，水压低，再开也不管用了，水流大不了了），此时，发射结和集电结都是正偏。
模拟电路使用晶体管的放大态，数字电路使用的却是截止态和饱和态。

追问

驴唇不对马嘴，回答三极管原理干嘛。

追答

你问的是为何基极电阻比集电极电阻大的多。这是因为基极电流比集电极电流小的多的缘故。一个三极管如果不用基极电阻来形成一定的基极电流（偏置电流），那么这个三极管是不会导通的（工作在截止状态，集电极电流为零）。但当接上较大的基极电阻，提供了一个很小的基极电流之后，集电极电路就会出现一个较大的电流（比基极电流大β倍，“β”全称：共发射极电流放大倍数，简称“放大倍数”，是三极管的一项重要参数，现在卖的万能表都有专门测“β”值的插孔和档位，一般三极管在100左右），假设三极管的β值是100，那么基极电流就只有集电极电流的百分之一，所以基极电阻比集电极电阻大得多。