计算机的模拟电路基础

晶体二极管

半导体硅SI，最外层4个电子，不易失电子也不易得电子，称之为本征半导体。

1.如果在纯净硅中加入最外层5电子的磷PI。磷最外层5电子，相当于在原来的本征半导体中多了一个电子，这个电子可以自由移动，电子带负电，那么就称之为Negetive半导体，又叫N型半导体 2.如果在本征半导体中参入一点点最外层3个电子的硼B ，本征半导体中少了个电子，相当于一些位置存在着空穴，这个空穴有渴望得到电子的能力，与正电荷的性质相同，那么就称之为Positive半导体，又叫P型半导体。

P型半导体和N型半导体放在一起后，由于P型半导体”空穴浓度高“，N型半导体电子浓度高，就会发生浓度的扩散，高浓度流向低浓度，称为扩散运动。N型的电子流向P型。但是不会无限扩散下去，在扩散的同时也伴随着电场的建立：N型带正电，P型带负电，对电子的电场力由P型指向N型号，然后电场就开始约束扩散运动。随着电场的建立，N区的电子再想到P区不太可能了，扩散越多，电场就越大，这个电场就不断的把试图扩散出去的粒子往回拉，这个往回拉的过程称为漂移运动。最终会达到动态平衡。 这个中间的电场区称为PN节

1.如果此时给N区通上正电，P区通上负电，相当于给电子施加了一个P->N的电场力，电池产生的电池和内电场方向一致，所以这个内电场将被拉长，使得其仍旧处于动态平衡，从而阻断了电流 2.若反过来通电，P通正电N通负电，电池产生的电场和这个内电场方向相反，将压缩这个内电场，一旦外部电源(电池)的电场强度大于内电场，也就是完全克服了这个内电场，电子就开始可以源源不断地从N区到P区了，此时电路导通。 这玩意也就是二极管，称为晶体二级管。要克服这个内电场，一般需要0.7V的电压，也就是二极管的导通电压

晶体三极管

最外面大的是N型半导体，中间是P型半导体，最内部是N型半导体，就形成了下图的三极管。两个PN面都会产生PN结，这是三极管的初始状态。 给N区其中一个通正电，其中一个通负电，由于中间隔着两个背对背的PN结，怎么通电都不会导通 如果在P型半导体上通上正电，电压大于0.7V，1号位和2号位的PN结被克服，也就是12之间通电了，1的电子流向2。

观察三极管的三维模型，可以发现中间2号的P区故意很薄，而1号的N区又故意的参杂很多最外层5电子的元素，电子浓度很高，一旦1号和2号通电，那么1号的电子就会瞬间涌入2号。又由于2号很薄，很难一次性消费掉这些涌入的电子。 这个时候我们再聚焦2号和3号。2和3的PN结也处于动态平衡，但是2号涌入了大量的电子，就打破了这个动态的平衡，2号中的电子开始向3号进行反向扩散。而且故意把3号做的很大，同时电子浓度比1号低的多，这样一来，涌入2号的电子很快被3号收集起来了，由于3号通了正电，那么3号收集的电子马上得到了一个快速的泻洪通道，在收集来自2号的电子后，迅速通过电源的正极泻洪，现在，可以认为2和3通电了。 由于2号涌入3号的电子实际上来自于1号，所以可以认为1号和3号之间通电了。至此，三极管开始工作。由于2号很薄，消费来自1号的能力有限，所以电流一般较小，由于3号空间大，吸收电子能力强，所以电流一般比较大。2号极小的信号改变，就会导致1号电子涌入速度的巨大变化，从而引起1号和3号间电流巨大的变化,故称为晶体三极管。 1号连接负极，主要功能是发射电子，称为发射极。 3号连接正极，主要功能是收集电子，称为集电极。 2号连接正极，像个阀门一样操作着原始信号，称为基极。 ？？？这边箭头表示什么方向？？？

场效应管（MOS管）

技术细节：以下那堆半导体材料和1,2,3号金属中间，有一个薄薄的并非导体的二氧化硅层，所以2号导体和下方半导体实际上是分开的，但是1号和3号金属确实通过二氧化硅直接和两个N型半导体接触。

2号P带负电，此时3号N型半导体，2,3如果想要导电需要反向攻克PN节，没有可能，此时管子处于关闭状态。 如果此时把2号变成正电，2号的金属通过中间的二氧化硅层，在下方的P型半导体中形成一个电容，（2号通正电，会在下方激发一个电场，穿过二氧化硅层直达P型半导体中）于是P型半导体向该电场的上方聚集。此时，上方的P型半导体电子数逐渐多于N型，于是，电子开始反向扩散。由于相当于半导体的作用反转，这一部分称为反型层由于3号上连接正极，这些电子迅速的溜走。 反观左边的N型半导体，发生同样的情况，只不过由于1号金属连接的是负极，因此，电子不仅不能流走，负极反倒源源不断的向其输入电子以供应3号的电流需求，这样1号和3号在2号的控制下，便形成了通电回路。 2号像栅栏一样控制电路的导通，称为栅极。 源源不断提供电子的1号称为源级。 通过反型层的导电沟道捡漏从而实现电路导通的3号，称为漏极 栅极的正负控制电路的通阻，若正电1而负电0,那么在栅极上，通过0和1控制着电路的一切