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【世说设计】模电如何引入门?送你一个会讲故事的师傅

2018-10-19
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俗话说, “师傅领进门,修行在个人”。看来,能否进门是师傅的事。嗯,小编也这么认为。


说起模电,小编依稀记得,课堂外,阳光明媚,树荫蝉鸣。课堂内,飘荡着小老头地道的桂柳普通话,“空穴....电子.....PN结....两个P夹个N的叫PNP...两个N夹个P的叫NPN........”


下课铃声响起,小老头一手夹着书,一手捧着水杯,皱着眉头,瞥了眼依旧站在“门槛”外懵圈的我们,一脸嫌弃“下课 下课!!”


晶体管是模电学习的基础,也是所有教材开篇的第一章,但这道“门槛”却不知道拦下多少模电学子。当初小编迟迟学不懂的弯弯绕绕的晶体管电流关系,如今却被这本书中一个简单的类比,让我如同醍醐灌顶,豁然明朗。全本书众多知识点的讲解也如此娓娓道来,曾经枯燥的知识点可以让你幡然醒悟,这样的师傅让模电也可以轻松入门。这位师傅就是“桃李满天下 ”的西安交通大学电气工程学院杨建国教授,小编要“”给大家咯~


方法在此,“领”师傅回家吧!



用洗澡器模拟NPN型晶体管


多年前,那个时候还没有燃气热水器,也没有电热水器。要想洗澡,只好去公共澡堂,或者用一种被称为洗澡器的东西,自己烧好热水,连接起来,就可以洗澡了。



洗澡器是一个金属制成的三通管,有凉水进水管、热水进水管,以及温水出水管。用一根皮管子,将凉水管接到水龙头上,另一根皮管子,将热水管接到一桶热水中。此时,打开水龙头,凉水就按照水龙头大小进入洗澡器,受大气压力和虹吸现象,与凉水成比例的热水,就被“吸”进三通中,两者混合,形成温水,就从花洒中喷出,可以洗澡了。


凉水流量,就像NPN管中的iB,是一切动作的发起源头。热水流量,就像NPN管中的iC,受控于凉水流量,与两个管子的管径比例有关。而花洒流出的温水流量,是两者之和。



这与NPN管太像了!



这样的洗澡器好处是,如果热水温度确定,冷水温度确定,那么只要管径比例合适,出来的温水温度是确定的,且非常舒适——无论水流量大些,还是小些。这源于,热水流量在一定范围内,正比于凉水流量。


热水流量有极大值,与大气压和热水管管径有关。当水龙头拧到最大,凉水喷涌而来时,通常热水流量会受限,固定的凉水、热水比例关系会被打破,温水水温就会下降。这与后续要讲的NPN管的饱和状态非常类似,此乃后话了。

类比是一把双刃剑:一个绝妙的类比,强过千言万语;而一个蹩脚的类比,将毁灭读者的思维。那什么样的类比才堪称绝妙?自然是能够帮助读者一眼看到关键所在的类比,这样的能力主要源自对知识的爱——爱则想,想则豁然开朗。


——摘自《新概念模拟电路·晶体管》

原文转自亚德诺半导体

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