三極管是21世紀科技文明的基石,它的主要特性就是可以放大電流和電壓,可以作為開關。
它又叫做半導體技術,為什么呢?因為它是由六種半導體構成的。
帶自由電子的半導體三種:
一種是高摻雜型半導體,在高純度硅晶體中加入較多的磷元素。
一種是中等摻雜半導體,在高純度硅晶體中加入適中的磷元素。
最后一種是中等摻雜半導體,在高純度硅晶體中加入較少的磷元素。
帶正離子的半導體三種:
一種是高摻雜型半導體,在高純度硅晶體中加入較多的硼元素。
一種是中等摻雜半導體,在高純度硅晶體中加入適中的硼元素。
最后一種是中等摻雜半導體,在高純度硅晶體中加入較少的硼元素。
這六種半導體可以有兩種組合:
磷元素高濃度摻雜半導體,硼元素中等濃度摻雜半導體,磷元素低濃度摻雜半導體,三種半導體依次疊在一起,中間的半導體厚度很薄,兩邊的半導體厚度很厚,稱為NPN半導體。
硼元素高濃度摻雜半導體,磷元素中等濃度摻雜半導體,硼元素低濃度摻雜半導體,三種半導體依次疊在一起,中間的半導體厚度很薄,兩邊的半導體厚度很厚,稱為PNP型半導體。
以上就是半導體的物理結構了,實際上它很簡單,就是三塊摻雜濃度不一樣的半導體疊加而已,只是因為隨著現代社會的半導體技術發展,人們需要了解它的參數,利用數學模型描述它,對它進行了大量的實驗和數據收集,利用無數的數據歸納出了很多的公式,比如三極管的阻抗公式,三極管等效代換公式。
科學家利用這些實驗室數據,總結出來了數學公式描述三極管,而普通人并沒有實驗室研究這些半導體器件的經歷,加上研究半導體的科學家文學水平很差,導致半導體技術的資料描述十分抽象,這才是半導體技術越來越難的原因。
舉個例子,方浩曾經在在模擬電子教科書上找到十幾個錯誤,這還是權威得本科教科書,可見國內的半導體技術頂尖水平實在是不怎么樣。
還有一點,半導體技術發展過程中不僅僅是技術,同時統一的技術規范也是十分重要的,不過這種技術規范是半導體公司逐漸形成的絕密資料,支撐著半導體公司的強大,比如因特爾、高通、三星這些半導體比較強的公司。
為什么這些技術規范很重要?因為這些技術規范不僅僅是經驗,同時是一個系統的數學模型,這是需要足夠的時間的慢慢研究的。
舉個例子,比如微軟的操作系統,與其說是一款復雜的軟件,不如說是一個復雜的數學模型,只不過這個數學模型用在了軟件上。
有了技術規范,就有了整體的數學模型,才會擁有半導體技術良性發展的土壤,否則技術體系混亂不堪,如何發展?這才是現代社會的很多行業發展不起來的原因。
有很多例子,歐美國家的一流科技企業,他們做的每一件事都是有跡可循的,每一個實驗,每一筆投資都不是隨便來的,而是遵循著一條神秘數學規律,每隔兩三年,他們的技術就會更新一次。
他們的技術更新不是國內的科技公司那種更新,這種更新是二次開發,國際一流科技公司是從底層開始的更新,比如創造一門編程語言,比如創造一代自動化設備,這些例子很多。