為什麼三極體的基極電壓與集電極電壓反向?

答：它涉及到晶體三極體的基本放大電路的原理與分析。

三極體在共發射極情況下工作時，必須在集電結上加上反向電壓，在發射結上加上正向電壓。圖1-1所示

上圖是未加訊號時共發射極接法的基本放大電路。圖中Eᴄ是集電極電源，以供給集電結反向電壓；Eb是輸入迴路電源，供給發射結正向電壓，保證發射極能發射電流。Rc是負載電阻，Rb是偏流電阻；改變Eb或者Rb就可改變發射結上正 向電壓的數值。

圖中用虛線A把輸出迴路分成了二部分，虛線左面是電晶體的輸出端。我們知道電晶體的輸出端電壓Uec和電流 Ic 是按輸出特性曲線所描繪的規律變化的，畫出電晶體的輸出特性曲線它就表示了虛線左面的電特性。

虛線A的右面是Rc和Ec的串聯電路，在負載電阻Rc中流過的電流就是電晶體的集電極電流Ic，根據歐姆定律，虛線右邊 支路兩端的電壓:

Uec=Ec-IcRc

這個式子中電壓Uec和電流的關係，反映在下圖所示的1-2

它的輸出特性上是一根直線，它稱為直流負載線，因為是一根直線，所以定出二點就可確定出來:

(一)短路電流點A

設: Uec=0，則 Ic=Ec/Rc

(二)開路電壓點B

設: Ic=0，則Uec=Ec

實際上，虛線是人為假設的，這也就是說，e, c二端的電壓Uce和迴路中的電流 Ic必須既在電晶體的特性曲線上，又在直流負載線A、B 上。不難看出，要同時滿足這二個條件的點，只有在它們的交點上。

同樣，在圖1-2所示的輸入迴路上，亦可用虛線B將回路分開來看。虛線B的右面是電晶體的輸入端，它的電壓Ueb、電流 Ib將按輸入特性的規律變化。虛線B的左面是電源Eb和偏流電阻Rb的串聯電路，在Rb中流過的電流實際上就是基極電流，所以在虛線左邊支路的電壓，電流也可由歐姆定律算出: Ueb = Eb-IbRb。

以上就是本人對提問者的解釋，學習晶體三極體的過程，是一個理論與實踐的過程，必須循序漸進。

知足常樂2022.10.4日於上海

當三極體為PNP型時，這時三極體要具有放大功能外部三個電極的電壓必須滿足Uc＜Ub＜Ue。當三極體處於第二個工作區域時，這個區域叫截止區，當三極體處於截止的時候，它內部的集電結和發射結都要處於反偏，這時外部三個極的電壓就為Uc＞Ub；Ue＞Ub，如下圖示意圖的三極體，如果集電極電壓Uc=8V，基極電壓Ub=2v，發射極電壓Ue=2.7V，這時我們就會發現，它的發射結處於反偏了，三極體就截止了，它的特點是Uce的電壓比較大，幾乎約等於VCC。

三極體的第三個工作區域是飽和狀態，它內部的兩個PN接面都處於正偏狀態，也就是集電極的電壓小於發射極的電壓，基的電壓大於發射極的電壓，這時三極體就處於飽和了，三極體飽和後的特點是Uce的電壓比較小，大約只有零點幾伏的壓降，如下圖的三極體，它的三個極的電壓分別為Uc=3.3V，Ub=3.7v，Ue=3V，這時三極體就處於飽和狀態了。

由此可見，所謂三極體的基極電壓與集電極電壓反向是根據內部PN接面所需要的工作狀態來決定的，當三極體處於放大和截止時，三極體內部的兩個PN接面要處於反向。當處於飽和時內部的兩個PN接面要處於正向。