从二极管到放大器-手把手教你理解放大电路
李辰剑/IcyChlorine 2021-3-22
引言
大二上时上了《现代电子线路及实验(上)》, 从一开始就被三极管打懵了, 自己的“电路观”被崩塌了. 但不幸的是, 打破之后, 新的电路观却并没有建立起来(至少没有建立完整), 只得懵懵懂懂地被拖着学完了放大电路.
如今时隔一年半, 我在大三下又选上了电线实验, 倒也又给我一个机会接触并了解电子电路. 于是我便打算借着这个机会, 把之前没搞清楚的一些模拟电路概念、以及难点重新梳理一下, 一来完善自己的知识结构, 二来也是为后来者铺路. 对于只学过中学电路的同学而言, 从“学前电路”(大学前电路)到大学的电子电路, 当中有着巨大的鸿沟, 学习曲线相当陡峭——因为有些概念和电路观念的转变老师不说, 教材也不写, 初来乍到很难理解.
注意: 这篇文章与物理学院选修《现代电子线路及实验(上)》的同学是最契合的; 如果你是EE专业的, 这篇文章可能对于你来说太trivial、或者太简单了, 还请选择性阅读. XD
1 晶体管
这一部分主要是二极管和三极管；二者的基础知识我就不赘述了, 各个教材上汗牛充栋, 网上也有许多资料. 这里贴两个知乎的教程：
二极管的文章较为平庸, 是非常平常的讲解方式；三极管的文章却是非常优秀的, 提到了许多教科书都不会讲的观点.
为了进行接下来我们的讨论, 我先放几张图：
PN结
这是前述知乎教程中的二极管示意图. 看似简单, 仔细想想却有着许多问题：
- 当中的耗尽区, 电子和空穴相互抵消=>载流子耗尽形成短路. 但是同样在好进去, 有没有可能新的电子从离子实周围被电离出来, 形成电子和空穴分别向N区和P区移动, 形成电流？
- 在P型半导体和N型半导体间形成了单向导通的PN结；但是我们知道, 二极管两侧相连的是金属导线(至少, 有可能是), 而金属导线的主要载流子是电子, 是一种”N型导体“. 那在金属导线与P区接触的地方, 会不会形成PN结呢？或者说, 为什么没有形成PN结呢？