对 电子技术基本概念 的感悟

增益型有源器件，最简单的自然是三极管，
除外先前讲过的 jFET，其他都是势垒型的，基本结构中的核心部份，就像乒乓球拍那样，
板子就是基区 (连引脚)，两面的胶贴就相当于集电结与发射结，BJT如是，MOSFET其实也差不离，分别在于基区跟引脚的连线方式，而连线方式的分别，注定了驱动手段不会一样，
而让我感到饶有兴味的，就是MOSFET的那个「沟道」，同具「沟道」之名，但它跟 jFET 中的不是一个概念，MOSFET的沟道並非与生俱来，而且是跨接于两个物理结面的，那就跟天体物理学的「虫洞」有点像，
关键是，MOSFET当沟道生成时，漏源压降可低至比BJT的饱和压降还小，换言之，两个PN结的势垒都被沟道「破坏」了，BJT的饱和压降也是比PN结的正向压降更小的，我怀疑就是这「沟道」干的好事，这「沟道」的成份就是 Ie 。

不论是电气连系还是场效应，反偏结的疏通，都是势垒型有源器导电的关键，
曾几何时，我还真的以为那个集电结的状态是击穿的，可不对啊，集电结一旦击穿了就不再受基极控制，那还怎样放大呢，
后来才知道，势垒型有源器件真的是有击穿这用法的，DIAC就是，如果把射极开路，只用集电结，那就等同于稳压管的用法了，
但在BJT中，集电结的状态却像可调电阻那样可随意控制 (跟基极电流成比例)，基极电路一断，管子就完全不开通了，这意味着，BJT集电结的传导方式跟DIAC绝不一样。

BC547，是货真价实的BJT，但在此电路中应该以「DIAC」视之，
当稳压管作稳压或基准之用时，是以击穿的模式运行的，击穿时，电子空穴对就像碳酸饮料开瓶瞬间的泡泡那样，从空乏区冒出，然后背道而驰，
串联电阻的作用是限制进入稳压管里头 (而非负载) 的电流，空穴，是NPN型BJT开阖的关键载流子，DIAC开通的钥匙，就是「稳压管」电流中的空穴。
BC547是BJT，从基极输入讯号才是BJT的正规用法，讯号所搭载的空穴，是从基极端子直接往基区里灌，不经过集电结，由于集电结没击穿，功率源(Vcc)自然也就无法把空穴捅进发射结去，所以，Vcc的变化对 Ic 影响甚微，
但无论DIAC抑或BJT，有一点是共通的，就是 Ie，当Ie步进基区，它的身份就变成集电结的 漂移电流，这就是跟 稳压管(击穿)电流 在成份上的区别，亦是 漂移跟击穿 在行为本质上的区别。

同样是击穿，PN结跟绝缘体有着质的差异，
绝缘体的击穿，就像用铁榔头敲碎玻璃那样，是化学键的断裂，一旦击穿就无可救药，轻则皲裂或焦煳，重者会散架或焚烧，
PN结的击穿，观感上近似于复合的逆过程，跟绝缘体不同，载流子不是结构性束缚，当PN结反偏足够高时可以「滑脱」，如果限流，PN结就像普通电阻那样不会损坏，
隧穿效应跟隧道效应也是不一样，隧道效应建基于PN结正偏时的能级关系，隧穿效应则有绝缘隧穿及深反偏隧穿两种，当绝缘物只有单原子厚度时，成键电子可被导体中的自由电子就地替换，而在深反偏的PN结中，N导带跟P价带已呈「对接」之貌，N材电子就迳向P区价带跑，P材空穴也直接往N区导带奔，两家都省得「上窜下跳」了。

右边这货，其实就是 肖克莱二极管 的原理性结构示意图及正向转折后的实际情况，
如果集电结的掺杂足够重，这只肖克莱二极管就会变成 高压硅堆，金属如果作为芯片的引线，就必须欧姆接触，半导体之间究竟能否实现欧姆接触我不晓得，但让反向阻断能力全失是可以的，不过，掺杂还是不要重得搞出个隧道效应来为妙！
亮绿色的那根线，代表的是 PN结的物理结面，可以见到，这PN结已非原理层级，而是有实际结构的范儿，结面区是轻掺杂，端子区则是重掺杂，为甚么要这样玩呢，因为，在足以成结的前提条件下，掺杂愈轻，耐压愈高，但实体电阻也愈大，耗尽层的胀幅也愈大，为免穿通的发生，端子得距离结区足够远，PN结才能安全地施展二极管的效能，重掺杂的外延层只能减小端子段的电阻，但真能增加端子跟结区的等效距离吗？！  
那根绿线代表的，其实不仅止于物理结面，而可以是 本征层或量子阱，光伏电池及发光二极管就需要 量子阱与复合中心，给载流子提供 集中的复合或拆分之处，並且规划吸收或发放的额定光谱； 而作为射频开关或调制用的二极体，或超高耐压BJT的集电结，则此绿线就是本征层 (I区)，这样的结构就是 PIN二极管，此 I 层並非作为隧穿层 而是提高PN结反向耐压的助力，所以不能太薄。

科书与那些能在新华书店或图书馆读到的课外书，对于BJT的解说，都仅止于
Ie 只有少量从基极流走，绝大部份进入基区耗尽层被电场「加速」，拉扯进入集电极成为 Ic 这样，
这样的过境方式就是漂移，在电子技术中混搭半导体物理，本来没甚不妥，但问题在于，跟二极管单向电导性的阐释缺乏圆满的过渡。

三极管的增益，有三层，
第一层，是〖耐压/输入冲程〗，冲程的上止点就是运力(电流)的极限，
第二层，是〖hoe/rbe〗，hoe其实就是集电极的输出阻抗，也反映恒流的能力，rbe是发射结正偏时的动态电阻，
第三层，是直流电流放大倍数β，这通常是三层中最低的，有些管子的β值连10都不到，hfe是交流电流放大率〖ΔIc/ΔIb〗，hfe有定不代表β处处相同，就如图右所示。

肖克莱二极管，可视之为添加了P外延层的N型DIAC，
两者的启动机制，都是利用集电结的击穿给出「Ib」，但稳态维持的机制不一样，
随着肖克莱二极管的开通，P外延层替代集电结提供「Ib」，DIAC没有外延层，集电结击穿状态的维持，建基于BVceo跟 Ic 的关系，
所以，整个肖克莱二极管的通态压降可低比一个PN结还小，DIAC则永远做不到，倘若没有〖漂移〗机制，BJT，IGBT与可控硅这些有源器件就不复存在。

这才是PN结位点的完整资讯，一图尽录，
这样的图，竟然搜不到，而且，定义纷乱，
正偏区的四个点，其实都是Vғ，不过，矽PN结的0.7V似乎是建基于BJT饱和时的发射结压降Vbe，
你把Vᴛʜ或Vғᴋ标注成Vғ可以，但0.7V就不对，一般的矽二极管，Vᴛʜ是0.4⁺V，而0.7V是属于线性区的，个别VDmax可达0.9⁺V，而快恢复二极管的Vᴅ较大，超过1V，
Vʀᴍ是PN结保持反向阻断状态的极限，亦就是整流二极管及有源器件的耐压，超过Vʀᴍ的都可算是Vʙʀ，把Vʀᴍ或VZmin标注成Vʙʀ的也有，Vz就是稳压管工作区的惯常名称，
注意，有源器件的漂移电流，属于反向饱和电流，运行场景是低于Vʀᴍ的区域中，漂移电流可跟Iғ一样大，稳压管的 Iz 不行，稳压管功耗耐量正反向相等，跟电阻一样，假设Vz是Vᴅ的一百倍，则Iz最大只许达Iᴅ的1%。