三极管的电流放大作用是不是违反能量守恒

前段时间几个工程师一起闲聊时聊到，三极管的电流放大作用是不是违反能量守恒 这个话题。我们今天也简单分析一下：

三极管的电流放大实际上是三极管将放大电路中的直流电源供给的电能转化成了按照输入信号变化的放大了的电流（或电压），若没有外部电源提供电能，三极管本身不会放大信号。下面我们以一个简单的三极管放大电路为例，来说一下三极管是如何放大信号的。

上图中，电阻R1为三极管VT的基极偏置电阻，R2为集电极负载电阻，Vin为三极管的基极输入信号。为了便于说明三极管的电流放大原理，这里将上图简化为下图所示的电路。

这里将三极管视为理想三极管，不考虑其发射结的死区电压。我们知道，三极管工作在线性放大区时，其集电极与发射极之间可以视为一个线性良好的可变电阻，该电阻的具体大小受基极输入信号控制，并且基极输入信号只要有较小的变化，便会引起这个可变电阻较大的变化。

如上图所示，若在NPN型三极管VT的集电极与电池正极之间接一个电阻R2，这样便构成了一个分压电路，R2与Rce（即三极管集电极与发射极之间的电阻）串联对电池电压进行分压。由于Rce的大小受基极输入信号Vin的控制，只要Vin有较小的变化，Rce的阻值便会发生较大的变化，这样流过R2的电流也会有较大的变化。这就是三极管放大电流的实质。可见，三极管放大信号时，若没有直流电源供给直流电能，它根本就无法放大信号。