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硬件基础——模拟电路

时间:2023-07-15 06:37:00 三极管bv8

模拟电路硬件基础-模拟电路

  • 模拟电路
    • 何为模拟?
  • 电子管(真空电子管)
    • 电子二极管
    • 电子三极管
  • 半导体
    • 本征半导体
    • N型半导体
    • P型半导体
    • PN结
  • 晶体
    • 晶体二极管
    • 晶体三极管
  • MOS场效应管

本文为模拟电路。计算机和编程为知识铺路,在电子电路上了解一些与编程和计算机相关的知识。


知识图谱如下
在这里插入图片描述

模拟电路

模拟电路是指正确使用传输、变换、处理、放大、测量和显示模拟信号的电路。它主要包括放大电路、电路、振荡电路、调制和解调电路调制和解调电路和电源。

何为模拟?

在模拟电路中,电压(或电流)是模拟物理量的变化,例如,当声音信号被麦克风转换为电压时,电压直接反映音量,声音频率(音调)直接是电信号的频率,这被称为模拟的概念。

电子管(真空电子管)

我们现在用晶体管,那么它的前身是谁呢?

电子管是一种利用电场对真空中电子流的作用,在气密性封闭容器中产生电流传导,获得信号放大或振荡的电子设备。早期用于电视、收音机扩音机等电子设备。

电子二极管

电子二极管,又称真空二极管。电子管只有一个阴极和一个阳极(板极)。由于灯丝有热损失,所以效率低于半导体二极管。

上图来自(https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?p=2)

电子三极管

它有一个真空玻璃泡,阴极是一个加热灯丝,通电后会发出热电子,然后在阳极的吸引下飞向阳极,形成电流。中间有一个栅极,是金属丝做的网,通过这个电极调节流过的电子,起到放大信号的作用.


上图来自(https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?p=2)

半导体

半导体(semiconductor),导体介于常温下的导电性(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。

化学中外核电子中外核电子为4的属性与半导体相似。因此,本文的主角以我们常见的硅为例(电子为2).8.4-正常情况下不容易得到电子,也不容易失去电子。

元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等,硅、锗应用最广泛。

本征半导体

纯半导体,我们成为本征半导体(可以理解为一群)在一起,不会有更多的电子,也不会有更少的电子。电子总数不方便)

N型半导体

N型半导体:将五价元素(如磷)混合在纯硅晶体中,取代硅原子在晶格中的位置,形成N型半导体。(多了一个电子,电子带负电,取名消极(Negetive)简称N型半导体doge)

P型半导体

P型半导体:将三价元素(如硼)混合在纯硅晶体中,取代硅原子在晶格中的位置,形成P型半导体。(少了一个电子,空了一个位置,叫做空穴 ,可以理解为整体需要吸引电子(即带正电)积极命名(Positive)简称P型半导体doge)

PN结

有了P型和N型半导体,我们可以做很多事情。例如,这个最简单PN结。

PN一种特殊的材料基础结构:将P和N半导体可以通过特定的工艺将原子级结合起来PN结

在P型半导体中空穴在N型半导体中电子相互‘渗透’会形成从N端到P端的接触电场。

当分别在P,N端加电压时,PN结将表现出宝贵的单项导电性。

  • P 正电,N负电,电场消弱,PN结导通

    由于接触电场的存在,正向导通会在结上形成固定降压PN结降压一般为0.6V为了好算,直接按0左右.7V计算(0.7必定够用~)

    上图来自(https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?p=3)

  • N 正电,P为负电,电场加强,电子无法通过

晶体管

晶体管(transistor)固体半导体器件(包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等。,有时特别指双极设备),具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,可以根据输入电压控制输出电流。

晶体二极管

了解了PN晶体二极管很容易理解。

在PN与欧姆接触电极不同,形成晶体二极管。

晶体三极管

双极结晶管,又称三极管。他和二极管的区别在于有三个电极,基本组成是PN结。以NPN型为例。

2号通电时(0.7V)打通PN结,1号电子涌入2号,而2号电子还小,存不了那么多电子,会涌入低浓度3号。

3号通正电时,大量电子会涌入3号(电子是负电,被正电吸引~)相当于1号和3号通电!

这个时候,只要2号变化很少,3号就会变化很大。熟悉吗?!这不是三极管吗?

可分为发射极、基极、集电极

  • 发射极C(Collector):发射电子
  • 基极B(Base):操作原始信号的阀门
  • 集电极E(Emitter):接收电子

晶体三极管和电子三极管一样,都是放大信号。

本文只需了解什么是三极管,不要深究非专业!

MOS场效应管

MOS场效应管是金属-氧化物-半导体场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor,即金属氧化物合成半导体的场效应晶体管),属于绝缘格栅类型。

上图来自(https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?p=6)

上图来自(https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?p=6)

我不会深入研究原理,只要我知道栅极正负控制电路的通阻,换句话说:正电为1,负电为0.这不就是计算机梦的开始吗!
如果想了解mos场效应管,可查看参考资料。附上大神文章链接了,需要自取。

参考资料——
逻辑信息:基本硬件和计算机基础知识(模拟电路),你在编程前最好知道https://www.bilibili.com/video/BV1774114798?spm_id_from=333.999.0.0
备注资料:
360百科全书《半导体》https://baike.so.com/doc/1619052-1711651.html
黑皮书《计算机科学概论》
《详细分析mos场效应管的基本结构和工作原理-图文详细说明-KIA MOS管》--------http://www.kiaic.com/article/detail/1088.html

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