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標題: 對電子技術基本概念的感悟 [打印本頁]

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-18 01:39
標題: 對電子技術基本概念的感悟

電路電路，有了電，電器才能走路。
電源，有換能器與貯能器兩種，經典理論中的電源，是換能器，
然后才是電壓源跟電流源的區(qū)別，電壓源、電流源，是物種，恒壓源、恒流源，則是能力，
負載壓降在電源上的表現(xiàn)，就是端電壓，恒壓源恒的就是端電壓，恒流源恒的，是負載里頭的電流，
電壓源的電流及電流源的電動勢，是隨負載而變的參數(shù)，這參數(shù)不單可大可小，還可以改變方向，對貯能型電源而言，改變方向的操作，效果就是充電，
穩(wěn)壓啊恒流啊甚么的，應該稱之為〖電力調控器〗才對，電力調控器，論其功能，是修飾器與適配器，論身份定位，其實就是把電源和負載連接起來的一根導線。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-18 02:34

電源，有個參數(shù)名為〖內阻〗，
在電壓源中，內阻就是電樞 (產電或貯電部件) 里頭的實體電阻，沒任何懸念，
但在電流源中的「內阻」又是甚么回事呢，實際上，電流源的電流輸出是不會受到電樞的實體電阻所影響的，想改變負載電流，除非分流，
負載跟固定電阻並聯(lián)，掛載于恒流源，效果會是如何，電流源的伏安特性正正就是這情況，但是，電源不允許漏電，也不可能在里頭預裝甚么分流支路，所以，這個「並聯(lián)電阻」只是等效而非實體，估計是換能機制的問題。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-18 09:18

人間，是電壓源的天下，但恒壓源卻還沒出世，
電流源嘛，就只有過載狀態(tài)的串激發(fā)電機那么一種，恒流就甭提了，也許不為自然規(guī)律所允許，
穩(wěn)壓、恒流，目標是誰，自然是負載，想要做到，甚么方案最簡單？！
並聯(lián)穩(wěn)壓、串聯(lián)恒流，一個元件就可搞定而且無需反饋，缺點是，輸出無法調控，帶負載能力太弱，
而且，電源波動和負載變化是由此元件完全承受的，使得此元件處于劇烈擾動狀態(tài)，對負載的駕馭能力嚴重劣化，
在反饋式電力調控器中，穩(wěn)壓管 (或恒流元件) 不再是調控者而是成了基準，只動口甭動手，負載狀況是透過反饋環(huán)跟基準綁定的，由于基準沒受任何外因的侵擾，負載狀況自然會比無反饋者安穩(wěn)多了去。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-18 09:57

電源抑制比 (PSRR) 和共模抑制比 (CMRR)，是電子電路的兩大硬指標。
以串聯(lián)穩(wěn)壓器為例，無反饋的，總是以共集拓撲帶負載，因為，只有把負載接于射極，才能既從三極管獲取強大的電流且可跟穩(wěn)壓管並聯(lián)，
共集拓撲，對電源而言就是個恒流通道，穩(wěn)壓管的限流電阻兼當了三極管的偏置者 (Rʙ)，Rʙ大，Uce也跟著大，電源抑制比就愈高但管耗也愈嚴重，電源電壓的利用率也愈低，
負反饋的引入，正可解決這問題，如今，負反饋也用于大多數(shù)的功放中，跟穩(wěn)壓器一樣，功放的負載也同樣會受電源波動及負載變化的影響，功放的電源抑制比與負載調整率，同樣可藉負反饋而提高。

作者: TTQ001 時間: 2024-12-18 10:05
你的觀點非常有趣。謝謝你與我們分享你的想法。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-18 10:18

CMRR，是差動放大器的關鍵參數(shù)，
CMRR的本質，乃因差分電路架構未臻完全對稱而出現(xiàn)〖共→差〗轉化，引致差模(輸出)失真，
但是，共模抑制其實並不僅止于此，即使電路完全對稱，〖共→差〗泄漏得以杜絕，但共模成份對電路仍然可有另外的影響，四象限乘法器大家懂吧，這個乘法，效果正正就是共模的調幅效應，你看看，被調了幅的正弦波不是畸變了嗎。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-19 01:25

以視線充當磁力線，弗萊明左右手法則合一，
當您看著此圖時，錶針的動生電勢是外正內負，
反之，以直流電源外正內負的連接錶針，錶針會順鐘向運動。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-19 02:02

所謂的〖法拉第弔詭〗，其實不高深，
仍是以視線充當磁力線，環(huán)路○△□☆以↶↷方向轉動，會不會有環(huán)流？！
這樣的動作，是平移與角位移的疊加，處處都有動生電勢，但總合電勢是零，那就無法在環(huán)路中驅動起任何電流來，
法拉第電機作發(fā)電之用時，叫做〖單極發(fā)電機〗，當被拖動的是磁場時，發(fā)不出電來，就是這個原因，導體旋轉，就相當于環(huán)路○△□☆只有部份運動，總合動生電勢不是零，那就有電流了，環(huán)路的靜止部份就是負載。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-19 11:44

發(fā)電機繞組，實際上是個閉合成環(huán)的整體，沒有ABC之分，所謂的「相」，是這個整體的抽頭而矣，
同樣是正弦波，發(fā)電機跟震蕩器是不一樣的，震蕩器產生的正弦波是往復運動，發(fā)電機的輸出實際上是〖燈塔效應〗，
下圖中的那個長度固定的黑箭頭，就是發(fā)電機的動生電勢，是按照正弦規(guī)律分布的純直流，在定子上形成行波，正弦交流電就是行波跟線組的相對運動所形成的。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-20 01:47

電源，是電的誕生地，所以，貯電器雖然經常作為電源使用，但不是真正意義上的電源，
跟貯電器相比，起電機反而更接近于電源，它的功能架構跟直流發(fā)電機一樣，有電刷和轉子，電樞都是在轉子上，而兩者的輸出都需要借助于運動，
電力的初始形態(tài)，是電勢，發(fā)電機的磁場是恒定磁場，發(fā)電機形成的電動勢只能是動生電勢，作為換能器，發(fā)電機所換的能，是動能，
從前，便攜式電器的電池是外接的，可以拆換，起電機的原理，其實就相當于更換電池，起電器的電，是以靜電感應產生的，不需運動，
但是，負載跟「電池」是不相通的，同樣是運動，起電機的運動是令起電盤成為運輸帶，令一眾「電池」得以輪流透過電刷跟負載碰觸，而不是用來直接驅動電荷流動的能源。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-20 03:12

負載想要獲取電力、營造功率，是需要電流的，
想要形成電流，就得有閉合的環(huán)路，但是，位移電流的閉合環(huán)路卻卻不需依賴導體，
打雷時，云與云之間或云對地的放電，其電路只是直線，看似不閉合，但其實跟電容經電感放電是一樣的。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-20 09:45

假設，起電盤能做到零質量，軸承也做到零摩擦，則把起電盤轉動是甭費勁的，起電機的輸出，雖還得靠運動但不是以動能換來的，
起電機，能成為電源連續(xù)輸出，實乃拜萊頓瓶所賜，只要萊頓瓶不空，靜電感應就源源不絕，而只要靜電不絕，萊頓瓶就不會空，這跟自勵磁發(fā)電機可謂異曲同工，而且有沒有發(fā)覺，起電盤上的靜電居然是交變的咧，
靜電感應是不需運動的，而荷電金屬片上的「種籽」電荷並沒減少，那么，新增靜電難道不需能量，不對啊，忽然想到一種可能性，起電機的輸出，原理相當于更換電池，感應時，兩邊的荷電片湊得最近，起電后就會錯開，
靜電，是有電場力的，所以，把荷電載體拉開是需要力量的，這力量，就是克服靜電引力所要付出的代價，那就意味著，電荷的搬移其實也是需要動能的，好了，關于電源的論述到此為止，接下來探討的，就是涉及電子技術的負載部份。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-20 11:03

電子技術跟電氣工程的差別，是有源器件的加入，
整流子，被界定為電子元件，但是，整流子與變壓器之用，卻是跨領域的，
功因補償本屬電氣工程之務，但隨著電子技術擴展至強電層級，對功因的影響漸趨不可忽視，
真空管，始于二極，而二極管只能整流且非可控，那就不是有源器件，所以，整流電源的歷史早于電子技術的誕生，
因著交流電系一統(tǒng)天下，變壓器亦隨之大派用場，變壓器的傳輸制式是等功率，按需攝取絕不浪費，這種等同于能量守恒的供求關系自然是最合理的用電方式。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-21 07:33

真空或氣體放電，本來是沒有極性限制的，為甚么真空二極管可以整流，而三極的更只能用直流電呢？！
問題大概應該在于電極材質及工況，陰極的設計是以發(fā)射電子為目的，陽極是不會發(fā)射「空穴」的，只作為電子的歸途，如此說來，我忽然覺得，跟真空整流子相似的是肖特基二極體，而不是PN結。
因二極管整流的歷史早于電子技術的誕生，所以，二極管整流，不論使用的是真空管還是半導體，都算不上電子技術，當真空三極管面世，電子技術就隨之萌芽，真空管需要的電壓很高，總是直接以電網為電源，我忽然覺得，這是不是可視之為元初代的電力電子技術應用呢？！

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-21 09:15

變壓器沒有運動部件，不能營造動生電勢，不給電就不會有輸出，給它純直流，它輸不出來，
繞組，其實只需一個，把導線由單支改為幾股就可以了，幾股並接為一，就是電感，各股分工為原邊副邊，就成了變壓器，
電感的感抗，就是自感，自感互感實屬一體，感抗是電感量和頻率的函數(shù)，是個有限值，所以，變壓器縱然空載，原邊阻抗亦無法達至無窮大，
原副兩邊的電流為何會成比例呢，那是因為，電磁感應建立的電動勢其實只此一道，輸出跟感抗都是它，副邊，可是這感生電勢的「決口」，
掛載，就相當于讓原邊「漏氣」了，負載愈重，感生電勢的流失就愈多，原邊「漏氣」就愈嚴重，從電源灌進原邊去的電流自然跟著增加，通過電磁變換，這增加的輸入電流就成為負載所需的補充量，關鍵是，感生電勢的退讓是增加輸入的必要條件，所以，負載壓降注定是要隨負載的加重而跌落的！
加載，相當于把副邊短路，另方面，副邊里的電流是感生的，沒有外來干預，但加載后也會反過來造成磁場，這磁場有「退磁」的作用，兩種影響加起來，感生電勢就削弱了，輸入電流增加，就可以加大勵磁力度，遏止了感生電勢的大幅跌落，輸出也就穩(wěn)住了。

作者: 王秋冬 時間: 2024-12-21 10:06
謝謝分享，真是有效的學習到很多知識。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-22 09:55

射極跟隨器，是電子電路，包含有源器件，它的平衡有賴于電壓串聯(lián)負反饋，
變壓器，只是一個由幾組線圈結集而成的無源元件，論性質，是個傳遞電力的換能器，論執(zhí)行機制，除了電磁感應沒其他了，
在射極跟隨器中，Ib是受負載壓降反制的，負載壓降的波動不會超過Ube，這是負反饋，變壓器根本沒有負反饋機制，但負載壓降透過反射阻抗，同樣對勵磁電流起著反制的作用，
射極跟隨器與變壓器，類別不同，原理迥然，但效果表現(xiàn)卻是異曲同工，都是以負載為制導的動態(tài)平衡，看來，在博大精深的自然規(guī)律中，動態(tài)平衡無處不在，而動態(tài)平衡建立的機理也是多種多樣，並未全為人類所悉。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-22 10:47

電壓源與電流源，皆為自然規(guī)律所允許，但能在現(xiàn)實中立足的，都是電壓源，所以，這世界是以電壓源為本位的，
悖論，是不可調和的矛盾，當事物中含有悖論，自然規(guī)律就無法允許其存在，實際上是，缺陷與極限把矛盾屏蔽了，所以，天地萬物皆有缺陷與極限，恒流源與恒流源是無法實現(xiàn)的，
串激發(fā)電機，可能是唯一能在現(xiàn)實中立足的非電壓源型電源，它有兩種負荷特性，加載時，先是負輸出阻抗，當負載阻抗減小至某程度，才突然變?yōu)椤鸽娏髟础梗蛇@電流源實在不像話，輸出阻抗太低了，比電焊機變壓器還要差勁，
電焊變壓器跟電源變壓器或聲頻變壓器，原理一樣，用法也近似，都是帶鐵芯的線圈，差別只是，鐵芯有氣隙，還有磁分路把副邊跟原邊隔開，所以這是個漏磁變壓器，除了焊機，在電子鎮(zhèn)流器還未普及的年代，漏磁變壓器也是大功率HID的伙伴。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-23 09:53

當導體卷繞成螺管'狀時，磁路重組，以平行于管壁的方向分布，
並行的磁力線是相斥的，圈曲成匝的導體，會受到可怕的磁張力，甚至足以把線圈掤斷，
不解的是，外頭空間無限，互斥的磁力線大可盡管散開，可螺管偏偏就不把閉合磁路建立在外面，即使是空芯的也是如此，道理何在呢？！

作者: 黑心機子 時間: 2024-12-23 10:32
這是一個很龐大的系統(tǒng)，當然也包括我們所生活的方方面面，根據(jù)術業(yè)專攻不同，又可以分為很多微專業(yè)，對我來說，真正學懂其中的精髓是很困難的

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-23 12:50

空芯線圈，空間就是唯一的磁路，所以是沒有漏磁這回事的，
漏磁的成因，是磁阻或繞組疏密的不均勻，比如，電源變壓器，磁路是完全閉合的，如果原邊繞組把鐵芯全部覆蓋，理論上就沒有漏磁了，
鐵芯開了氣隙，並不表示不會飽和，氣隙跟鐵芯是串聯(lián)的，空氣磁導率雖遠低于鐵芯但沒有極限，所以，氣隙磁密可以達至足以令鐵芯飽和的程度，
分別只是，令開氣隙鐵芯飽和所需的勵磁電流比閉合磁路大得多，勵磁電流愈大，貯能就愈多，故此，用作扼流或貯能的鐵芯線圈都會開氣隙，不過，閉合型磁路氣隙過大則電感量大幅減小，所以氣隙宜狹不宜寬，
自感沒有漏感，互感及動生模式才有漏感，直至目前為止，漏感問題仍然無法根絕，即使是環(huán)形變壓器，磁路徹底閉合，繞組也嚴絲密縫完全覆蓋，但仍不能把漏感消滅，漏感不會影響變壓器的等功率傳輸規(guī)則，但會影響短路反射阻抗，用于開關電路時，影響的就是開關管的電壓應力 (尖峰與震鈴)。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-24 11:13

隱極式鐵芯，早已成為交流電機與有刷電機的主流，
此圖中的線圈是有鐵芯的，它轉子定子皆可當，9樓那個發(fā)電機，你用想像力把繞組簡化，也會得出跟此圖類似的型態(tài)，

環(huán)型繞組 (樣子像芯式變壓器)，于1860始創(chuàng)于電動機，1870年擴展至發(fā)電機，往后就被「鼓」型繞組 (相貌似殼式變壓器) 取代了，
無論是此層的還是9樓的，都等效于19樓那個線圈，所有繞組融合，成為完全閉合的單個螺管，根本沒有起點與終點，只有等距抽頭，這些等距抽頭，對于交流電機而言就是〖相線〗，對直流電機而言就是〖換向片〗。

不過，電機電樞的磁路，跟19樓那線圈可是大相逕庭，想要建立19樓線圈那樣的磁路不難，直接以轉子軸當導線就可以了，這樣，環(huán)型電機就變成「電流互感器」了啊，哈哈，
電流互感器與電壓互感器，其實都是變壓器，只是變比 (匝數(shù)比) 極端化，兩種互感器理論上可一物兩用，實際上不行，因為電壓互感器提供的信息不是電流，所以副邊還是需要一定的匝數(shù)，變比雖然極端但還沒電流互感器那么夸張，
電工守則嚴肅告誡，電流互感器嚴禁副邊開路，究其原因，是因為環(huán)形螺管的首尾兩端相距頗近甚至交疊，而它的輸出的電壓可比市電還高，那就存在拉弧爬電的風險，其實還有一點就是，原邊不許短路，原邊，實際上是四份一匝，負載阻抗過低，這四份一匝承受的分壓也足以讓副邊「破防」，短路，后果只會更糟。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-24 12:18

功因補償與阻抗匹配，都是供求關系，
功因補償，是資源應用合理化，阻抗匹配，則是利益最大化，
功因，先是有相移功因，后來，波形的影響漸漸不可忽視，對于相移功因的概念，起初只有無功，其實，有功也會影響功因，而且是相移功因與波形功因皆被涉及，
原始的功因校正，是無功補償，方法有集中、小組與就地這么三種，我就納悶，如何做到「肥水不流外人田」，亦就是怎樣才能使補償電容的貯能釋放局限于指定用戶，
我想，要么以變壓器隔離，要么就是使用很長的電源線 (單個負載多用此法)，利用其電阻的壓降使電容電壓始終低于電網電壓，大概是這樣吧。
功因，是供求的比例關系，這比例沒限制，只要是固定的，功因就是1，而阻抗匹配的供求關系卻是有定的，就是必須為二份一，亦就是負載阻抗等于電源內阻，負載壓降只有電源電動勢的一半而不是全部，阻抗不論哪種方式匹配，都是負載與電源之間的事，如有中介環(huán)節(jié) (變壓器或傳輸線)，在匹配狀態(tài)下，中介環(huán)節(jié)不會瓜分任何電壓。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-25 01:48

終有那么一天，電子技術進軍強電領域，
真空管需要的電源電壓，至少超過110V，所以直接掛載于電網，
但是，整流不屬于電子技術，三極管的用場則僅限于線性放大與邏輯電路，算不上電力電子技術，
汞弧管 (引燃管)，可理解為真空管版的可控硅，勉強算是電力電子技術的鼻祖，但是，電力電子技術是對供電與用電的深度控制，這是大功率半導體有源器件面世之后的事情了。
電氣工程及電力電子技術，有一個共同點，就是都往高(電壓)發(fā)展，相比于器物的粗細與重量，耐壓對絕緣材料的考驗算不了甚么，這就為電力傳輸?shù)母邏夯峁┝丝臻g，
不論導線還是芯片，其面積都必須跟電流適配，高壓化，可使繞組線徑及芯片面積縮小，對有源器件而言，耐壓的提升令芯片厚度的增幅不大，開關電源往高發(fā)展的，除了電壓還有頻率，頻率愈高，繞組匝數(shù)就愈少，想要高壓化就得增加匝數(shù)，這樣，能用的頻率就可更高，而且，高壓化可減小線徑，不單使繞組易于制作，還減少了線材因集膚效應的架空所造成的浪費。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-25 07:31

傳輸市電的架空電纜有多粗細，大家有目共睹，
40瓦熒光燈管有多粗，理應更是家喻戶曉了吧，發(fā)電機電樞與主變壓器繞組所用的線材我沒見識過，但估計不會比熒光燈管粗多了去，太粗了，別的不說，揻彎就不好搞，
40瓦熒光燈管的截面，相當于現(xiàn)今的一元硬幣，根據(jù)安規(guī)算個賬，你說可搭載的電流能有多大，那么，增加電壓輸出，就是提升單機功率的唯一出路，電線可以超導，有源器件想做到零電阻，估計比線材更難，更糟的是，那個非線性是有源器件的本命機制，無法以超導手段來排解，這樣，有源器件也許永遠無法實現(xiàn)零管耗，勢將成為開關電源發(fā)展的瓶頸！

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-25 08:54

地是甚么，是各處電位的參考點，是每條環(huán)路的共同歸途，另外就是作故障疏導之用。
接地，有電氣地與大地兩大種，電氣地，以電源端子(或名「軌」)為站臺，電源端子本來就是一眾環(huán)路的集散地，作為地的選圵可謂理所當然，
但是，接線柱與總線的存在，會導致公共阻抗的形成，即使阻值為零，但如果電路是高頻系統(tǒng)，這公共阻抗就會激起感抗，導致〖地彈〗現(xiàn)像，
若把接地點投放至電路板上，則還有造成接地環(huán)道的可能，接地環(huán)道對系統(tǒng)內外都會造成干擾，無論公共阻抗抑或接地環(huán)道，電容去耦是平息「內亂」的好辦法，但去耦電容必須繞過接地路段緊貼電路端頭才管用，
倘若電源端子接至大地，則大地亦成了電氣地，但是，大地的主要用途是，事故地，亦就是漏電時的泄放通道，可保護人體免遭電亟，也是漏電斷路器發(fā)揮作用所必須的配置，引發(fā)漏保動作的，就是由漏電所建立的勵磁電流，
在電子電路中，有一種地叫做〖交流地〗，如果能以電源端子為地，又何需「另起爐灶」呢，既名交流地，選圵自然有別于電氣地，交流地的設立，是以電氣地為樁基，在電路中安釘 (穩(wěn)壓管或大容量電容) 設點而成，電位穩(wěn)固程度稍遜于電氣地但足以湊合，有沒有發(fā)覺，交流地的最常用戶，往往就是三極管。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-25 11:05

在上世紀，電力電子技術還未出臺的時期，功率電子學卻已行之有年，
以真空管策動的感應加熱裝置，正是功率電子學的表表者，留意到書中的一句話：“不讓高頻滲進電源中”。
對此話，當時的我完全無法理解，如今曉得，原來就是〖去耦〗，其實就是，當負載擾動時，由電容暫代電源給負載供電，這樣，電源的負荷(電流)就不會劇烈變化，
除了去耦，電容還可用來〖旁路〗，去耦其實也是旁路，因為，電容跟被去耦者是並聯(lián)的，並聯(lián)的效果是分流，一切擾動都被電容分走，不會對被去耦者造成滋擾了，但旁路的受益者卻不僅止于並聯(lián)環(huán)節(jié)，就比如這個電路，Rᴇ不需去耦，而是被旁路者，得益的是VT，Cᴇ成了VT射極的交流地，這樣做，靜態(tài)工作點的穩(wěn)定不會破壞，交流增益卻能回復至接近開環(huán)增益的水平。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-25 11:07

線性是甚么，就是電流跟電動勢或電壓降的比例關系。
這種比例關系，是實時性及本質性的，在電源電動勢的播弄下，PN結完全是「俯仰由人」，勢壘厚度的變化，使PN結的等效電阻隨電動勢而增減，
由于等效電阻的變化，使電流跟電動勢或壓降的比例不再是常數(shù)，在直角坐標系中描出的伏安特性表現(xiàn)為，不通過原點，不是直線，或兩者兼有，〖非線性〗之名也許就是如此得來，
但在非線性的背景里，有一種引人注目的現(xiàn)像就是，在某區(qū)段中，ΔI/ΔV變化不大甚至恒定，恒定，就成為常數(shù)，動態(tài)電阻，原來就是這常數(shù)，這個動態(tài)電阻，不單可用來穩(wěn)壓或恒流，而且還是衡量三極管線性優(yōu)劣以至電路表現(xiàn)的指標。
光耦，各位大神應該見過甚至用過吧，硫化鎘光敏電阻與小電珠 (微型白熾燈) 的組合，就是元初代的光耦，把兩者並聯(lián)，就可模擬出跟PN結正向特性近似的非線性電阻來；PTC和NTC是溫度敏感元件，本質是普通電阻，但阻值會隨溫度而變化，給它饋以漸變波，如果電壓瞬時值的變化跟溫度變化速度相若，則會呈現(xiàn)類似于非線性的效果，但不應該跟非線性電阻相提并論。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-27 03:18

非線性，其實不玄乎，無非就是不直或不經原點 (再不就是兩者兼有)。
但是，適用于電子技術的非線性，只能是低階函數(shù)，而〖動態(tài)電阻〗所在的區(qū)段更是直線，某些元件的直線不止一道，這些直線必須是既等距且平行的，才有實用價值，
指數(shù)曲線與對數(shù)曲線，都是實用素材，可成為電子電路傳遞函數(shù)的賦予者；另方面，動態(tài)電阻的存在，必然伴隨伏安特性的劇變，有直線就必有急彎，這個轉捩點就是〖有源區(qū)〗！
再次重申，功率電子學跟電力電子技術雖不至于兩碼事，但兩者實在是不等同，感應熔煉和家用電磁灶 (最簡單的就像玩具，只是震蕩器一個)，都是貨真價實不折不扣的電子技術，但它們都不過是吃電大戶，對供電輸電不聞不問，不涉及電力電子技術的范疇，那就只能歸屬于功率電子工程。
作為電子元件的始祖，真空二極管的用途只是整流，是大訊號運用，閥門的性質，應該是個單向通行的理想開關，整流二極管同樣如此，但是，在門檻值附近，是二極管 (或穩(wěn)壓管) 伏安特性的轉捩點，拐點 (或名膝點) 就是它，此處沒有增益，但讓兩道信息在此相互作用可變換出原本沒有的波形，這效果，就是〖有源〗，幅度調制的方案，其中之一就是拿半導體二極管來這樣玩，真空二極管理論上也行，但有沒有人真的這樣用過就不得而知了。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-28 13:26

有源，無源，源，是甚么來著？！
根據(jù)當前所悟，意思有三，權且稱之三是否。
①是否產生新信息：
電子電路所帶的負載，其所需往往沒存在 (但自然規(guī)律允許) 或不常備，那就需要「發(fā)生器」，有源器件，就是發(fā)生器的核心，
②是否跟電源有互動：
再生制動與有源鉗位，是把負載釋出的能量往電源返還，賣電則是將自家所產的電力經電源匯出，供給其他用戶，
③是否有增益或需要多個信息：
二極管，若作調幅或轉頻之用，不需電力，但需要訊號信息源與載波信息源，三極管有增益，作放大器用需要功率源和訊號，集電極調幅則是把信息放大作為功率源，以載波為訊號這樣做。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-29 12:38

PN結，是PN兩型半導體的接合面，那就是物理結面，界線兩旁的區(qū)域就是結區(qū)，空乏層，就是結的具現(xiàn)，
PN結，是有源器件的本命樞紐，電流通過結區(qū)的方式，是平行 (而且緊貼) 或垂直于物理結面，作為PN結載體的芯片，實體電阻有限，而PN結的等效電阻則可游走于兩個極端，隨施于結上的電動勢而變化，

當PN結若處于離線狀態(tài) (如上圖) 時，兩邊載流子在物理結面內中和，形成「結界」；如果給它電動勢，則正偏時導通相當于開關合閘，反偏時截止相當于開關分斷，單向電導性就是這樣出來的，
當PN結正偏時，此「結界」上就會筑起自建電場，空乏層的屬性，是勢壘，它形成了不利于載流子的擴散通行，門檻值，就是這勢壘添的堵，所以，〖增強型〗是PN結的唯一，
電子，從電池負極出發(fā)，「電洞」的旅程則始于電源正極，把電池短路了，電子和電洞不就嘩啦嘩啦的對著流嗎，PN結正偏時，物理結面就相當于電池兩極的觸碰之處所在，電流暢通無阻就如中圖那樣，
當PN結反偏 (如下圖) 時，里頭的載流子都被電源往回扯，空穴區(qū)此時的屬性是耗盡層，電源的電子和「電洞」並非堵在空乏區(qū)外，而是連元件的端子都邁不進去，因為PN結本土載流子的電性跟電源互不相符，那么，整個PN結都通不了電，而承受電源電動勢的地方，是空乏區(qū)的邊界。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-30 03:08

半導體有兩種現(xiàn)像，要么是導電能力受外因影響顯著，要么是可透過摻雜大幅改善導電能力甚至令導電能力大幅可控，這跟「貧導」體不一樣，貧導體是犟電導性，只適合當電阻或複合導體。
複合導體相當于乳濁液，摻雜半導體則相當于真溶液，複合導體的構成，類似于多股線 (見上圖)，良導體跟貧導(或絕緣)體的本質皆不變化，導電機制，一是導體的微鏈接，二是隧穿效應，兩種機制沒有協(xié)同效應，
半導體摻雜改性，是結構性導電，摻雜其實不能從根本上改變半導體分子的天性，但雜質的介入改變了分子架構並且造成能級差異，令本來深受束縛的成鍵電子有路可逃 (就如下圖，一個空位就能讓所有磚塊都可搬移)。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-31 08:19

MOV，可想像為複合導體的特例，
有說，它相當于一大堆隨意串並聯(lián)的PN結，
但我覺得，它的組成是以一種金屬的氧化物為主，這些金屬氧化物納米微粒以類似于點觸型二極管的形式靠攏，
但這些微粒是單一材質，如果真的可搭建出PN結也該是雙向的吧，但有可能嗎，我覺得它們應該是相當于齒隙導雷器，
另外，這些微粒不見得都能全部靠攏，而是有一部份會被微氣隙或灌封材料隔開，那就會跟複合導體那樣有隧穿這應，
隧穿效應所用的絕緣物，通常是貧導體，跟半導體不同，貧導體的成鍵電子沒有類似于「齊納擊穿」的可脫臼機制，材質一旦擊穿就立馬崩壞，所以，MOV對于超高過電壓的耐受性及重復性稍遜于TVS是不無道理的。

作者: LhUpBJT 時間: 2024-12-31 09:18

在職能上，運放可權充比較器，但比較器側重于邏輯工況，無法妥善處理模擬類信息，
無獨有偶，三極管也有如此差異，高放用管的飽和壓降較高，不需內置逆導二極管，亦不會研發(fā)耐壓太高的品種，開關用管的Pcm顯著低于同級別的高放管，線性差勁，
這里所指的開關，是有源器件，不包括相當于甲類放大偏置那樣的二極管開關，在這大前提下，仍然不是所有開關用管都得要三極，真空管二極也能開關，磁控管不就是以磁場為外力嗎，電子束是能跑的，得磁場之力，就可以輪流接通陽極上的每個坑槽，起到等同于開關的作用。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-1 01:49

機械開關，能做到的最高頻率，也許就止步于換向片與電刷的組合，
但論開關速度，機械開關卻是無窮大，開關狀態(tài)的變化是結構而非阻力，而電子元件即使沒有存儲效應和寄生電容，也有〖載流子遷移率〗這個限制因素 (就連真空管也逃不掉)，所以，機械開關的耐壓、抗湧浪能力、開關速度與飽和壓降，也許都是有源器件永遠無法做到的。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-1 02:58

結，是一切半導體有源器件的根基，跟任何發(fā)明創(chuàng)造一樣，世上第一顆半導體三極管同樣只是徒具功能，派不上用場，
這三極管，是點觸型的，據(jù)說，早在1894年，貓須檢波器經已付諸實用，而作為電子元件的點觸型二極管，大概是誕生于1906年，
點觸型二極體的晶片，可以是鍺或硅，我想，那觸絲是金屬，如果晶片為鍺，那么，大家都是金屬，你說它的接觸是PN結我不敢異議，倘若晶片是N型硅，那它豈不就相當于肖特基二極管了嗎？！

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-1 11:33

1947年，第一只半導體三極管誕生，它並非無能而是無法便攜，
此管，是金鍺配，鍺硅同屬碳族，如果晶片是硅或石墨，那就是貨真價實的肖特基三極管，
但大家有否思考過，金銀銅鋁鉑這些金屬，都是良導體，成結所建的空乏區(qū) 只能在晶片側，那么，晶片就只能用于三極管的基區(qū)或溝道，這樣，肖特基三極管就跟真空管那樣只有一型，真空管相當于NPN，而肖特基三極管就只能PNP型 (雙極) 或N溝道 (場效應)。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-2 12:15

先前提到過，PN結的膝點是有源區(qū)，但二極管不歸屬于有源器件，它不專屬于電子技術領域，
隧道二極管與耿氏二極管，它的負阻伏安特性可直接從直流電源變生出波形來，所以勉強算是有源器件，
但是，真正的有源器件必須有增益，甚至可控，有源器件最簡單的，一個PN結就搞定，UJT及jFET 就是這樣，電流的位置和方向，是跟物理結面擦身而過，
PN結跟二極管，是局部與整體的關系，端子必須距離結區(qū)足夠遠，PN結的安全運行才得保證，而 UJT與jFET 的溝道，正好就是在結區(qū)邊緣，那就意味著，電源是橫亙在二極管的其中一個「大后方」的，另一個「大后方」就成了基 (柵) 極，
UJT跟jFET，拓撲相似但構型不同，UJT的基極，幾近于點觸，jFET柵極就大得多，只因要避開電源端子而比溝道略短，由于整個功率通道同質，jFET 注定只能是耗盡型，負偏壓令耗盡層擴張把溝道封堵使管子關斷，而UJT則是當成增強型來用的，它本身不像隧道二極管那樣自帶負阻，但正向開通造成的電導調制效應令溝道下半段的阻力銳減近乎短路，分壓暴跌，接于基極的電容就是利用此變化，反復充放電，UJT基極太小而且反向耐壓不給力，也許溝道還未「夾斷」就擊穿了，所以大概不會有人拿它當作 jFET 來用吧。

作者: cnos 時間: 2025-1-2 18:03

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-12-28 13:26
有源，無源，源，是甚么來著？！
根據(jù)當前所悟，意思有三，權且稱之三是否。
①是否產生新信息：

有源，無源沒那么復雜，完全是翻譯的問題。

理解為主動和被動就可以了。發(fā)電機是主動元件，電燈是被動元件。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-3 10:27

單結型有源器件，功率只取道于一區(qū) (肖特基結就只有晶片區(qū)可選)，
其他有源器件的組份，至少兩結，而且，用法必然是PN結的正規(guī)載流模式，
PN結，構造及原理賊簡單，但它的運作機制與結區(qū)制作工藝卻沒那么簡單，在用度上，二極管攤上的只是PN結的單向電導性，
不幸的，人類的思維定勢就卡在二極管的單向電導性上 (這跟學術界與業(yè)界的不親民操作不無關系)，在多結型有源器件中跟功率打交道的，正正就是〖勢壘〗，
別忘了，世上第一只晶體管，可是肖特基版的BJT啊，如果PN結鐵定不能反向導電，那么，世上的半導體有源器件也許就只有 jFET 獨挑大樑，半導體功率電子學及電力電子技術就不會那么好發(fā)展了。

作者: yuxuesuixing 時間: 2025-1-3 16:06
有一種文字流過大腦，但毫無知識流過的感覺。太高深了，是真不懂，我愿稱之為文字泥石流。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-4 02:46

增益型有源器件，最簡單的自然是三極管，
除外先前講過的 jFET，其他都是勢壘型的，基本結構中的核心部份，就像乒乓球拍那樣，
板子就是基區(qū) (連引腳)，兩面的膠貼就相當于集電結與發(fā)射結，BJT如是，MOSFET其實也差不離，分別在于基區(qū)跟引腳的連線方式，而連線方式的分別，注定了驅動手段不會一樣，
而讓我感到饒有興味的，就是MOSFET的那個「溝道」，同具「溝道」之名，但它跟 jFET 中的不是一個概念，MOSFET的溝道並非與生俱來，而且是跨接于兩個物理結面的，那就跟天體物理學的「蟲洞」有點像，
關鍵是，MOSFET當溝道生成時，漏源壓降可低至比BJT的飽和壓降還小，換言之，兩個PN結的勢壘都被溝道「破壞」了，BJT的飽和壓降也是比PN結的正向壓降更小的，我懷疑就是這「溝道」干的好事，這「溝道」的成份就是 Ie 。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-5 11:39

不論是電氣連系還是場效應，反偏結的疏通，都是勢壘型有源器導電的關鍵，
曾幾何時，我還真的以為那個集電結的狀態(tài)是擊穿的，可不對啊，集電結一旦擊穿了就不再受基極控制，那還怎樣放大呢，
后來才知道，勢壘型有源器件真的是有擊穿這用法的，DIAC就是，如果把射極開路，只用集電結，那就等同于穩(wěn)壓管的用法了，
但在BJT中，集電結的狀態(tài)卻像可調電阻那樣可隨意控制 (跟基極電流成比例)，基極電路一斷，管子就完全不開通了，這意味著，BJT集電結的傳導方式跟DIAC絕不一樣。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-6 02:04

BC547，是貨真價實的BJT，但在此電路中應該以「DIAC」視之，
當穩(wěn)壓管作穩(wěn)壓或基準之用時，是以擊穿的模式運行的，擊穿時，電子空穴對就像碳酸飲料開瓶瞬間的泡泡那樣，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入穩(wěn)壓管里頭 (而非負載) 的電流，空穴，是NPN型BJT開闔的關鍵載流子，DIAC開通的鑰匙，就是「穩(wěn)壓管」電流中的空穴。
BC547是BJT，從基極輸入訊號才是BJT的正規(guī)用法，訊號所搭載的空穴，是從基極端子直接往基區(qū)里灌，不經過集電結，由于集電結沒擊穿，功率源(Vcc)自然也就無法把空穴捅進發(fā)射結去，所以，Vcc的變化對 Ic 影響甚微，
但無論DIAC抑或BJT，有一點是共通的，就是 Ie，當Ie步進基區(qū)，它的身份就變成集電結的漂移電流，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上的區(qū)別。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-6 03:09

它是甚么？！
它是個在集電極端子敷設了P外延層的NPN型BJT，
P外延層的作用，是 Ib 的取代與接續(xù)，沒有那P，「Ib」就無法從Vcc進來，不過即使如此，P外延層的空穴至少能在集電區(qū)塊營造電導調制效應，使BJT的通態(tài)電阻大大減小 (雖然對勢壘造成的飽和壓降無效)，
通過集電結的，就是來自兩個發(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，集電結就會像穩(wěn)壓管那樣擊穿，電子空穴背道而馳，兩個發(fā)射結同時得到 Ib，這就是肖克萊二極管的原理，這電壓，不叫擊穿，而是稱之為轉折(Uʙᴏ)。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-7 10:44

同樣是擊穿，PN結跟絕緣體有著質的差異，
絕緣體的擊穿，就像用鐵榔頭敲碎玻璃那樣，是化學鍵的斷裂，一旦擊穿就無可救藥，輕則皸裂或焦煳，重者會散架或焚燒，
PN結的擊穿，觀感上近似于復合的逆過程，跟絕緣體不同，載流子不是結構性束縛，當PN結反偏足夠高時可以「滑脫」，如果限流，PN結就像普通電阻那樣不會損壞，
隧穿效應跟隧道效應也是不一樣，隧道效應建基于PN結正偏時的能級關系，隧穿效應則有絕緣隧穿及深反偏隧穿兩種，當絕緣物只有單原子厚度時，成鍵電子可被導體中的自由電子就地替換，而在深反偏的PN結中，N導帶跟P價帶已呈「對接」之貌，N材電子就逕向P區(qū)價帶跑，P材空穴也直接往N區(qū)導帶奔，兩家都省得「上竄下跳」了。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-12 10:56

光伏及擊穿，都可視之為復合的逆過程，
但是，復合跟光伏與擊穿，不光是進程的方向相反，背景狀態(tài)也不一樣，
復合的工況，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結的空乏區(qū)阻礙，能漂不能漂，只取決于反偏PN結是否處于外延層的「射程」范圍，
而穿通的成因，則是因空乏區(qū)的過度擴張，致使跟端子、外延層或其他空乏區(qū) 碰觸，當耗盡層融通，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。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-18 11:01

右邊這貨，其實就是肖克萊二極管的原理性結構示意圖及正向轉折后的實際情況，
如果集電結的摻雜足夠重，這只肖克萊二極管就會變成高壓硅堆，金屬如果作為芯片的引線，就必須歐姆接觸，半導體之間究竟能否實現(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，摻雜還是不要重得搞出個隧道效應來為妙！
亮綠色的那根線，代表的是 PN結的物理結面，可以見到，這PN結已非原理層級，而是有實際結構的范兒，結面區(qū)是輕摻雜，端子區(qū)則是重摻雜，為甚么要這樣玩呢，因為，在足以成結的前提條件下，摻雜愈輕，耐壓愈高，但實體電阻也愈大，耗盡層的脹幅也愈大，為免穿通的發(fā)生，端子得距離結區(qū)足夠遠，PN結才能安全地施展二極管的效能，重摻雜的外延層只能減小端子段的電阻，但真能增加端子跟結區(qū)的等效距離嗎？！
那根綠線代表的，其實不僅止于物理結面，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合中心，給載流子提供集中的復合或拆分之處，並且規(guī)劃吸收或發(fā)放的額定光譜；而作為射頻開關或調制用的二極體，或超高耐壓BJT的集電結，則此綠線就是本征層 (I區(qū))，這樣的結構就是 PIN二極管，此 I 層並非作為隧穿層而是提高PN結反向耐壓的助力，所以不能太薄。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-21 12:12

主流對二極管的詮釋，往往讓人們在學習BJT原理時卡殼，而關于BJT原理的科普，似乎沒有一個真的到位，
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，機器或水利系統(tǒng)其實不能準確地闡述，所以，那些廣受好評的科普，于我仍不甚滿意，
直至某天，中國科學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，吃瓜群眾難以理解正常不過，但我發(fā)覺，謝老師的文章竟然出奇的好懂，擴散長度，就是漂移能否成功的關鍵�。�
雖然一切就此豁然開朗，但是，載流子這東西畢竟是抽像之物，如何透過日常生活事例來描述，卻總是找不到合適例子，直到有天見到這貨，它噴出的水是直接用來喝，不是給你漱口洗臉的，咀巴沒觸到水柱，就喝不到，湊得太近了就會嗆著或被噴個滿臉，水柱剛好抵著牙齒或舌尖，就是最適距離，擴散長度跟漂移的關系相類于此，集電結剛好處于發(fā)射結的「射程」范圍，Ie就能「射」進集電結，穿越物理結面變身為 Ic 。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-1-23 01:16

科書與那些能在新華書店或圖書館讀到的課外書，對于BJT的解說，都僅止于
Ie 只有少量從基極流走，絕大部份進入基區(qū)耗盡層被電場「加速」，拉扯進入集電極成為 Ic 這樣，
這樣的過境方式就是漂移，在電子技術中混搭半導體物理，本來沒甚不妥，但問題在于，跟二極管單向電導性的闡釋缺乏圓滿的過渡。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-2-2 02:02

BJT的基區(qū)為何需要這么薄，大家現(xiàn)在明白了吧，就是要確保集電結身處發(fā)射結的射程范圍，
但是，基區(qū)乃集射二結的公共區(qū)域，太薄了，兩結靠近得過份，就有穿通的風險，MOSFET則永遠不會有此問題，
MOSFET的結構，實際上跟BJT相若，MOSFET的溝道，實際上就是BJT的基區(qū)所在，此溝道透過場效應建立，無需依賴射極，那就不受〖擴散長度〗的制肘。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-2-6 13:26

三極管的增益，有三層，
第一層，是〖耐壓/輸入沖程〗，沖程的上止點就是運力(電流)的極限，
第二層，是〖hoe/rbe〗，hoe其實就是集電極的輸出阻抗，也反映恒流的能力，rbe是發(fā)射結正偏時的動態(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。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-3-4 02:04

LhUpBJT 發(fā)表于 2025-1-5 11:39
不論是電氣連系還是場效應，反偏結的疏通，都是勢壘型有源器導電的關鍵，
曾幾何時，我還真的以為那個集 ...

肖克萊二極管，可視之為添加了P外延層的N型DIAC，
兩者的啟動機制，都是利用集電結的擊穿給出「Ib」，但穩(wěn)態(tài)維持的機制不一樣，
隨著肖克萊二極管的開通，P外延層替代集電結提供「Ib」，DIAC沒有外延層，集電結擊穿狀態(tài)的維持，建基于BVceo跟 Ic 的關系，
所以，整個肖克萊二極管的通態(tài)壓降可低比一個PN結還小，DIAC則永遠做不到，倘若沒有〖漂移〗機制，BJT，IGBT與可控硅這些有源器件就不復存在。

作者: LhUpBJT 時間: 2025-4-14 18:09

這才是PN結位點的完整資訊，一圖盡錄，
這樣的圖，竟然搜不到，而且，定義紛亂，
正偏區(qū)的四個點，其實都是Vғ，不過，矽PN結的0.7V似乎是建基于BJT飽和時的發(fā)射結壓降Vbe，
你把Vᴛʜ或Vғᴋ標注成Vғ可以，但0.7V就不對，一般的矽二極管，Vᴛʜ是0.4⁺V，而0.7V是屬于線性區(qū)的，個別VDmax可達0.9⁺V，而快恢復二極管的Vᴅ較大，超過1V，
Vʀᴍ是PN結保持反向阻斷狀態(tài)的極限，亦就是整流二極管及有源器件的耐壓，超過Vʀᴍ的都可算是Vʙʀ，把Vʀᴍ或VZmin標注成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，運行場景是低于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Vz是Vᴅ的一百倍，則Iz最大只許達Iᴅ的1%。

作者: cy009 時間: 2025-4-15 08:38
很好的學習資料，另辟蹊徑說電

歡迎光臨 (http://www.zg4o1577.cn/bbs/)

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