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樓主: LhUpBJT
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對(duì) 電子技術(shù)基本概念 的感悟

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41#
ID:1065084 發(fā)表于 2025-1-3 16:06 | 只看該作者
有一種文字流過(guò)大腦,但毫無(wú)知識(shí)流過(guò)的感覺(jué)。太高深了,是真不懂,我愿稱之為文字泥石流。

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42#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-4 02:46 | 只看該作者

增益型有源器件,最簡(jiǎn)單的自然是三極管,
除外先前講過(guò)的 jFET,其他都是勢(shì)壘型的,基本結(jié)構(gòu)中的核心部份,就像乒乓球拍那樣,
板子就是基區(qū) (連引腳),兩面的膠貼就相當(dāng)于集電結(jié)與發(fā)射結(jié),BJT如是,MOSFET其實(shí)也差不離,分別在于基區(qū)跟引腳的連線方式,而連線方式的分別,注定了驅(qū)動(dòng)手段不會(huì)一樣,
而讓我感到饒有興味的,就是MOSFET的那個(gè)「溝道」,同具「溝道」之名,但它跟 jFET 中的不是一個(gè)概念,MOSFET的溝道並非與生俱來(lái),而且是跨接于兩個(gè)物理結(jié)面的,那就跟天體物理學(xué)的「蟲洞」有點(diǎn)像,
關(guān)鍵是,MOSFET當(dāng)溝道生成時(shí),漏源壓降可低至比BJT的飽和壓降還小,換言之,兩個(gè)PN結(jié)的勢(shì)壘都被溝道「破壞」了,BJT的飽和壓降也是比PN結(jié)的正向壓降更小的,我懷疑就是這「溝道」干的好事,這「溝道」的成份就是 Ie 。
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43#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-5 11:39 | 只看該作者

不論是電氣連系還是場(chǎng)效應(yīng),反偏結(jié)的疏通,都是勢(shì)壘型有源器導(dǎo)電的關(guān)鍵,
曾幾何時(shí),我還真的以為那個(gè)集電結(jié)的狀態(tài)是擊穿的,可不對(duì)啊,集電結(jié)一旦擊穿了就不再受基極控制,那還怎樣放大呢,
后來(lái)才知道,勢(shì)壘型有源器件真的是有擊穿這用法的,DIAC就是,如果把射極開(kāi)路,只用集電結(jié),那就等同于穩(wěn)壓管的用法了,
但在BJT中,集電結(jié)的狀態(tài)卻像可調(diào)電阻那樣可隨意控制 (跟基極電流成比例),基極電路一斷,管子就完全不開(kāi)通了,這意味著,BJT集電結(jié)的傳導(dǎo)方式跟DIAC絕不一樣。
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44#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-6 02:04 | 只看該作者


BC547,是貨真價(jià)實(shí)的BJT,但在此電路中應(yīng)該以「DIAC」視之,
當(dāng)穩(wěn)壓管作穩(wěn)壓或基準(zhǔn)之用時(shí),是以擊穿的模式運(yùn)行的,擊穿時(shí),電子空穴對(duì)就像碳酸飲料開(kāi)瓶瞬間的泡泡那樣,從空乏區(qū)冒出,然后背道而馳,
串聯(lián)電阻的作用是限制進(jìn)入穩(wěn)壓管里頭 (而非負(fù)載) 的電流,空穴,是NPN型BJT開(kāi)闔的關(guān)鍵載流子,DIAC開(kāi)通的鑰匙,就是「穩(wěn)壓管」電流中的空穴。
BC547是BJT,從基極輸入訊號(hào)才是BJT的正規(guī)用法,訊號(hào)所搭載的空穴,是從基極端子直接往基區(qū)里灌,不經(jīng)過(guò)集電結(jié),由于集電結(jié)沒(méi)擊穿,功率源(Vcc)自然也就無(wú)法把空穴捅進(jìn)發(fā)射結(jié)去,所以,Vcc的變化對(duì) Ic 影響甚微,
但無(wú)論DIAC抑或BJT,有一點(diǎn)是共通的,就是 Ie,當(dāng)Ie步進(jìn)基區(qū),它的身份就變成集電結(jié)的 漂移電流,這就是跟 穩(wěn)壓管(擊穿)電流 在成份上的區(qū)別,亦是 漂移跟擊穿 在行為本質(zhì)上的區(qū)別。
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45#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-6 03:09 | 只看該作者


它是甚么?!
它是個(gè)在集電極端子敷設(shè)了P外延層的NPN型BJT,
P外延層的作用,是 Ib 的取代與接續(xù),沒(méi)有那P,「Ib」就無(wú)法從Vcc進(jìn)來(lái),不過(guò)即使如此,P外延層的空穴至少能在集電區(qū)塊營(yíng)造 電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),使BJT的通態(tài)電阻大大減小 (雖然對(duì)勢(shì)壘造成的飽和壓降無(wú)效),
通過(guò)集電結(jié)的,就是來(lái)自兩個(gè)發(fā)射極的漂移電流,如果不從G端輸入 Ib,你可以在Vcc上疊加凸波,這樣,集電結(jié)就會(huì)像穩(wěn)壓管那樣擊穿,電子空穴背道而馳,兩個(gè)發(fā)射結(jié)同時(shí)得到 Ib,這就是 肖克萊二極管 的原理,這電壓,不叫擊穿,而是稱之為 轉(zhuǎn)折(Uʙᴏ)。
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46#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-7 10:44 | 只看該作者

同樣是擊穿,PN結(jié)跟絕緣體有著質(zhì)的差異,
絕緣體的擊穿,就像用鐵榔頭敲碎玻璃那樣,是化學(xué)鍵的斷裂,一旦擊穿就無(wú)可救藥,輕則皸裂或焦煳,重者會(huì)散架或焚燒,
PN結(jié)的擊穿,觀感上近似于復(fù)合的逆過(guò)程,跟絕緣體不同,載流子不是結(jié)構(gòu)性束縛,當(dāng)PN結(jié)反偏足夠高時(shí)可以「滑脫」,如果限流,PN結(jié)就像普通電阻那樣不會(huì)損壞,
隧穿效應(yīng)跟隧道效應(yīng)也是不一樣,隧道效應(yīng)建基于PN結(jié)正偏時(shí)的能級(jí)關(guān)系,隧穿效應(yīng)則有絕緣隧穿及深反偏隧穿兩種,當(dāng)絕緣物只有單原子厚度時(shí),成鍵電子可被導(dǎo)體中的自由電子就地替換,而在深反偏的PN結(jié)中,N導(dǎo)帶跟P價(jià)帶已呈「對(duì)接」之貌,N材電子就逕向P區(qū)價(jià)帶跑,P材空穴也直接往N區(qū)導(dǎo)帶奔,兩家都省得「上竄下跳」了。
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47#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-12 10:56 | 只看該作者


光伏及擊穿,都可視之為 復(fù)合的逆過(guò)程,
但是,復(fù)合 跟光伏與擊穿, 不光是進(jìn)程的方向相反,背景狀態(tài)也不一樣,
復(fù)合的工況,是正偏,光伏是零偏,擊穿則是反偏,光伏的能源是外來(lái)的,擊穿消耗的是電路里頭的能量,
漂移的載流子是 客席載流子,須借外延層才能引入,客席載流子 不受反偏PN結(jié)的空乏區(qū)阻礙,能漂不能漂,只取決于反偏PN結(jié)是否處于外延層的「射程」范圍,
而穿通的成因,則是因空乏區(qū)的過(guò)度擴(kuò)張,致使跟 端子、外延層或其他空乏區(qū) 碰觸,當(dāng)耗盡層融通,耐壓 (反向阻斷能力) 即告徹底喪失,空乏區(qū)的擴(kuò)張是需要力氣的,所以,穿通只能在尚未擊穿的狀態(tài)下才允許發(fā)生。
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48#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-18 11:01 | 只看該作者

右邊這貨,其實(shí)就是 肖克萊二極管 的原理性結(jié)構(gòu)示意圖及正向轉(zhuǎn)折后的實(shí)際情況,
如果集電結(jié)的摻雜足夠重,這只肖克萊二極管就會(huì)變成 高壓硅堆,金屬如果作為芯片的引線,就必須歐姆接觸,半導(dǎo)體之間究竟能否實(shí)現(xiàn)歐姆接觸我不曉得,但讓反向阻斷能力全失是可以的,不過(guò),摻雜還是不要重得搞出個(gè)隧道效應(yīng)來(lái)為妙!
亮綠色的那根線,代表的是 PN結(jié)的物理結(jié)面,可以見(jiàn)到,這PN結(jié)已非原理層級(jí),而是有實(shí)際結(jié)構(gòu)的范兒,結(jié)面區(qū)是輕摻雜,端子區(qū)則是重?fù)诫s,為甚么要這樣玩呢,因?yàn),在足以成結(jié)的前提條件下,摻雜愈輕,耐壓愈高,但實(shí)體電阻也愈大,耗盡層的脹幅也愈大,為免穿通的發(fā)生,端子得距離結(jié)區(qū)足夠遠(yuǎn),PN結(jié)才能安全地施展二極管的效能,重?fù)诫s的外延層只能減小端子段的電阻,但真能增加端子跟結(jié)區(qū)的等效距離嗎?!  
那根綠線代表的,其實(shí)不僅止于物理結(jié)面,而可以是 本征層或量子阱,光伏電池及發(fā)光二極管就需要 量子阱與復(fù)合中心,給載流子提供 集中的復(fù)合或拆分之處,並且規(guī)劃吸收或發(fā)放的額定光譜; 而作為射頻開(kāi)關(guān)或調(diào)制用的二極體,或超高耐壓BJT的集電結(jié),則此綠線就是本征層 (I區(qū)),這樣的結(jié)構(gòu)就是 PIN二極管,此 I 層並非作為隧穿層 而是提高PN結(jié)反向耐壓的助力,所以不能太薄。
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49#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-21 12:12 | 只看該作者


主流對(duì)二極管的詮釋,往往讓人們?cè)趯W(xué)習(xí)BJT原理時(shí)卡殼,而關(guān)于BJT原理的科普,似乎沒(méi)有一個(gè)真的到位,
載流子的漂移,是 BJT、SCR及肖克萊二極管 的原理所在,漂移這行為,機(jī)器或水利系統(tǒng)其實(shí)不能準(zhǔn)確地闡述,所以,那些廣受好評(píng)的科普,于我仍不甚滿意,
直至某天,中國(guó)科學(xué)院 謝孟賢 教授的博客被搜索引擎搜獲,院士,可是大神中的佼佼者,他們的著書立說(shuō),吃瓜群眾難以理解正常不過(guò),但我發(fā)覺(jué),謝老師的文章竟然出奇的好懂,擴(kuò)散長(zhǎng)度,就是漂移能否成功的關(guān)鍵!
雖然一切就此豁然開(kāi)朗,但是,載流子這東西畢竟是抽像之物,如何透過(guò)日常生活事例來(lái)描述,卻總是找不到合適例子,直到有天見(jiàn)到這貨,它噴出的水是直接用來(lái)喝,不是給你漱口洗臉的,咀巴沒(méi)觸到水柱,就喝不到,湊得太近了就會(huì)嗆著或被噴個(gè)滿臉,水柱剛好抵著牙齒或舌尖,就是最適距離,擴(kuò)散長(zhǎng)度跟漂移的關(guān)系相類于此,集電結(jié)剛好處于發(fā)射結(jié)的「射程」范圍,Ie就能「射」進(jìn)集電結(jié),穿越物理結(jié)面變身為 Ic 。

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50#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-1-23 01:16 | 只看該作者

科書與那些能在新華書店或圖書館讀到的課外書,對(duì)于BJT的解說(shuō),都僅止于
Ie 只有少量從基極流走,絕大部份進(jìn)入基區(qū)耗盡層被電場(chǎng)「加速」,拉扯進(jìn)入集電極成為 Ic 這樣,
這樣的過(guò)境方式就是漂移,在電子技術(shù)中混搭半導(dǎo)體物理,本來(lái)沒(méi)甚不妥,但問(wèn)題在于,跟二極管單向電導(dǎo)性的闡釋缺乏圓滿的過(guò)渡。
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51#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-2-2 02:02 | 只看該作者

BJT的基區(qū)為何需要這么薄,大家現(xiàn)在明白了吧,就是要確保集電結(jié)身處發(fā)射結(jié)的 射程范圍,
但是,基區(qū)乃集射二結(jié)的公共區(qū)域,太薄了,兩結(jié)靠近得過(guò)份,就有穿通的風(fēng)險(xiǎn),MOSFET則永遠(yuǎn)不會(huì)有此問(wèn)題,
MOSFET的結(jié)構(gòu),實(shí)際上跟BJT相若,MOSFET的溝道,實(shí)際上就是BJT的基區(qū)所在,此溝道透過(guò)場(chǎng)效應(yīng)建立,無(wú)需依賴射極,那就不受〖擴(kuò)散長(zhǎng)度〗的制肘。
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52#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-2-6 13:26 | 只看該作者


三極管的增益,有三層,
第一層,是〖耐壓/輸入沖程〗,沖程的上止點(diǎn)就是運(yùn)力(電流)的極限,
第二層,是〖hoe/rbe〗,hoe其實(shí)就是集電極的輸出阻抗,也反映恒流的能力,rbe是發(fā)射結(jié)正偏時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻,
第三層,是直流電流放大倍數(shù)β,這通常是三層中最低的,有些管子的β值連10都不到,hfe是交流電流放大率〖ΔIc/ΔIb〗,hfe有定不代表β處處相同,就如圖右所示。
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53#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-3-4 02:04 | 只看該作者
LhUpBJT 發(fā)表于 2025-1-5 11:39
不論是電氣連系還是場(chǎng)效應(yīng),反偏結(jié)的疏通,都是勢(shì)壘型有源器導(dǎo)電的關(guān)鍵,
曾幾何時(shí),我還真的以為那個(gè)集 ...


肖克萊二極管,可視之為添加了P外延層的N型DIAC,
兩者的啟動(dòng)機(jī)制,都是利用集電結(jié)的擊穿給出「Ib」,但穩(wěn)態(tài)維持的機(jī)制不一樣,
隨著肖克萊二極管的開(kāi)通,P外延層替代集電結(jié)提供「Ib」,DIAC沒(méi)有外延層,集電結(jié)擊穿狀態(tài)的維持,建基于BVceo跟 Ic 的關(guān)系,
所以,整個(gè)肖克萊二極管的通態(tài)壓降可低比一個(gè)PN結(jié)還小,DIAC則永遠(yuǎn)做不到,倘若沒(méi)有〖漂移〗機(jī)制,BJT,IGBT與可控硅這些有源器件就不復(fù)存在。
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54#
ID:1100060 發(fā)表于 2025-4-14 18:09 | 只看該作者


這才是PN結(jié)位點(diǎn)的完整資訊,一圖盡錄,
這樣的圖,竟然搜不到,而且,定義紛亂,
正偏區(qū)的四個(gè)點(diǎn),其實(shí)都是Vғ,不過(guò),矽PN結(jié)的0.7V似乎是建基于BJT飽和時(shí)的發(fā)射結(jié)壓降Vbe,
你把Vᴛʜ或Vғᴋ標(biāo)注成Vғ可以,但0.7V就不對(duì),一般的矽二極管,Vᴛʜ是0.4⁺V,而0.7V是屬于線性區(qū)的,個(gè)別VDmax可達(dá)0.9⁺V,而快恢復(fù)二極管的Vᴅ較大,超過(guò)1V,
Vʀᴍ是PN結(jié)保持反向阻斷狀態(tài)的極限,亦就是整流二極管及有源器件的耐壓,超過(guò)Vʀᴍ的都可算是Vʙʀ,把Vʀᴍ或VZmin標(biāo)注成Vʙʀ的也有,Vz就是穩(wěn)壓管工作區(qū)的慣常名稱,
注意,有源器件的漂移電流,屬于反向飽和電流,運(yùn)行場(chǎng)景是低于Vʀᴍ的區(qū)域中,漂移電流可跟Iғ一樣大,穩(wěn)壓管的 Iz 不行,穩(wěn)壓管功耗耐量正反向相等,跟電阻一樣,假設(shè)Vz是Vᴅ的一百倍,則Iz最大只許達(dá)Iᴅ的1%。
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55#
ID:619259 發(fā)表于 2025-4-15 08:38 | 只看該作者
很好的學(xué)習(xí)資料,另辟蹊徑說(shuō)電
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