為什么電源ic要制作在半導體上？
IC 指集成電路，做在半導體上是因為半導體是適合實現晶體管的材料，而晶體管正是現在絕大多數電路的核心器件。
不過這里我想多寫一點東西，追本溯源從“電路”的開端開始。
不過這里我想多寫一點東西，追本溯源從“電路”的開端開始。
物理課上大家都聽過麥克斯韋方程預言了電磁波的存在，然后赫茲的實驗證明了電磁波存在，后馬可尼實現了無線電通信。
初的無線電接收機使用的是一類稱為“檢波器”的裝置，然而檢波器作為接收機的性能是非常糟糕的。首先它的頻率響應很難控制，導致各種亂七八糟的干擾信號都會被觸發檢波器；另一方面它對信號強度的要求也很高，導致發射端的功率非常大。更糟的是當時的發射設備也非常簡陋，只有火花塞之類的裝置，這種設備只能發送類似方波的信號，而學過信號與系統的都知道方波的頻譜有多寬……所以當時的無線電只能通過莫爾斯碼交流，調頻調幅什么的都是天方夜譚。
為了解決這些問題，人們想了很多的方法，但是除了通過LC諧振電路實現了大功率正弦發生器之外，別的進展都不大。隨著這一項改進，到了1907年，人們終于次成功實現了AM廣播。
初的無線電接收機使用的是一類稱為“檢波器”的裝置，然而檢波器作為接收機的性能是非常糟糕的。首先它的頻率響應很難控制，導致各種亂七八糟的干擾信號都會被觸發檢波器；另一方面它對信號強度的要求也很高，導致發射端的功率非常大。更糟的是當時的發射設備也非常簡陋，只有火花塞之類的裝置，這種設備只能發送類似方波的信號，而學過信號與系統的都知道方波的頻譜有多寬……所以當時的無線電只能通過莫爾斯碼交流，調頻調幅什么的都是天方夜譚。
為了解決這些問題，人們想了很多的方法，但是除了通過LC諧振電路實現了大功率正弦發生器之外，別的進展都不大。隨著這一項改進，到了1907年，人們終于次成功實現了AM廣播。
然而1907年重要的進展并不是AM廣播，也不是同年發現的LED，而是真空三極管的發明，
這個在燈泡的表親構成了將來所有電路的基礎。
真空三極管的重要性在于這是個能夠實現放大電路的器件。有了放大電路的加入使得無線通信對于發射機功率的要求一下降低了好幾個數量級，同時通信距離也大大增加了。
不過事情當然沒有這么簡單，真空三極管發明于1907年，但是直到1912年Armstrong （通信電路領域的祖師爺）發明再生接收機之前沒有人意識到這個器件的威力。到了1917年Armstrong 終于通過正反饋實現了有實際用途的增益，并在此基礎上完成了超外差式接收機，直到今天相當多的RF接收機依然在使用這一結構。
這個在燈泡的表親構成了將來所有電路的基礎。
真空三極管的重要性在于這是個能夠實現放大電路的器件。有了放大電路的加入使得無線通信對于發射機功率的要求一下降低了好幾個數量級，同時通信距離也大大增加了。
不過事情當然沒有這么簡單，真空三極管發明于1907年，但是直到1912年Armstrong （通信電路領域的祖師爺）發明再生接收機之前沒有人意識到這個器件的威力。到了1917年Armstrong 終于通過正反饋實現了有實際用途的增益，并在此基礎上完成了超外差式接收機，直到今天相當多的RF接收機依然在使用這一結構。
為什么說三極管是放大電路的基礎？
中學電路三巨頭：電阻、電容、電感都是二端器件，輸入端輸出端無法分開，共享負載。單純使用這些元件只能組合出分壓或是分流電路，而無法放大一個信號。
而有了三極管，輸出端與輸入端得以分開，可以通過輸入端控制輸出端信號。再給輸入端和輸出端分配不同大小的負載，就可以實現大于1的增益。
中學電路三巨頭：電阻、電容、電感都是二端器件，輸入端輸出端無法分開，共享負載。單純使用這些元件只能組合出分壓或是分流電路，而無法放大一個信號。
而有了三極管，輸出端與輸入端得以分開，可以通過輸入端控制輸出端信號。再給輸入端和輸出端分配不同大小的負載，就可以實現大于1的增益。
有了電子管，無線電終于得以真正的實用化。
但是接下來，另一項需求將電路由真空管時代推向了固體電路時代——那就是計算機。
但是接下來，另一項需求將電路由真空管時代推向了固體電路時代——那就是計算機。
電路領域大致可以分為兩大塊，一是通信（發射機、接收機），一是計算（處理器、寄存器）。
大概到了二戰的時代，電子管基本上已經可以滿足當時的通信需求了。基于電子管的無線電設備雖然昂貴嬌氣，但是畢竟消耗量不大（Armstrong的超外差接收機只需要5個電子管），所以大家用著也沒覺得有什么問題。
然而二戰期間計算需求急劇增加，傳統的機械計算機已經不堪重負，電子計算機的需求異常迫切。
接下來大家都知道了，美國人搞出了ENIAC，臺圖靈完全的電子計算機。ENIAC消耗了17000個以上的電子管，代價是重量接近30噸，以及幾乎每天都會有損壞的電子管需要替換。
這樣的開銷顯然讓人，于是尋找一種更小、更廉價、更可靠的器件來代替電子管就成了研究者們的新目標。
大概到了二戰的時代，電子管基本上已經可以滿足當時的通信需求了。基于電子管的無線電設備雖然昂貴嬌氣，但是畢竟消耗量不大（Armstrong的超外差接收機只需要5個電子管），所以大家用著也沒覺得有什么問題。
然而二戰期間計算需求急劇增加，傳統的機械計算機已經不堪重負，電子計算機的需求異常迫切。
接下來大家都知道了，美國人搞出了ENIAC，臺圖靈完全的電子計算機。ENIAC消耗了17000個以上的電子管，代價是重量接近30噸，以及幾乎每天都會有損壞的電子管需要替換。
這樣的開銷顯然讓人，于是尋找一種更小、更廉價、更可靠的器件來代替電子管就成了研究者們的新目標。
實際上金屬氧化物晶體二極管早就已經發明了，ENIAC 里也使用了大量的二極管。可惜二極管和電阻電容電感一樣，因為是二端器件所以沒法單獨完成放大或是計算。
在1922年，蘇聯工程師Losev 利用紅鋅礦二極管的負阻抗特性成功實現了一個放大電路，可惜由于紅鋅礦的所以沒有實用化。后來據說Losev 曾進行過硅晶體管的研究，不過隨后二戰爆發，他死于列寧格勒圍城戰中，相關的研究記錄也全部丟失了。
在大洋彼岸，1925年加拿大的Lilienfeld 個提出了場效應管（結型場效應管，JFET）的設計理念，提出了在半導體材料上實現類似電子管功能的想法。然而受限與當時的工藝水平，這個想法一直沒有實現。
在1922年，蘇聯工程師Losev 利用紅鋅礦二極管的負阻抗特性成功實現了一個放大電路，可惜由于紅鋅礦的所以沒有實用化。后來據說Losev 曾進行過硅晶體管的研究，不過隨后二戰爆發，他死于列寧格勒圍城戰中，相關的研究記錄也全部丟失了。
在大洋彼岸，1925年加拿大的Lilienfeld 個提出了場效應管（結型場效應管，JFET）的設計理念，提出了在半導體材料上實現類似電子管功能的想法。然而受限與當時的工藝水平，這個想法一直沒有實現。
個將晶體三極管變為現實的，是巴丁和布拉頓，他們發明了雙極晶體管（BJT），并與發明了P/N結二極管的肖克來一起獲得了諾貝爾獎。
初的雙極晶體管是點接觸構造的，看過圖片就知道這種結構有多復雜
不過一年之后（1948年），肖克來利用自己在P/N結二極管上的經驗，設計了結型構造的雙極性晶體管，這一結構立即成了BJT的標準結構，并服役今。
此后，除了少數特殊領域（高溫、大功率……）BJT 迅速取代了電子管，電子計算機的成本和體積都大大減小了。
經歷了這一飛躍之后，人們自然會開始想：
由于電子計算機大部分器件都是晶體管組成的邏輯門，而晶體管，都是由半導體材料制造的。自然而然地，人們就會希望把所有晶體管集中在同一塊半導體上，而不是制造一堆獨立的晶體管再手工連接起來。
接下來的嘗試，就是將印刷電路板上做過的事情在半導體上再做一次。不過由于材質和工藝精度的要求，直到1958-1959年，基爾比和諾伊斯才先后實現了集成電路——將晶體管、電阻、電容和導線集成在同一塊半導體上。
不過一年之后（1948年），肖克來利用自己在P/N結二極管上的經驗，設計了結型構造的雙極性晶體管，這一結構立即成了BJT的標準結構，并服役今。
此后，除了少數特殊領域（高溫、大功率……）BJT 迅速取代了電子管，電子計算機的成本和體積都大大減小了。
經歷了這一飛躍之后，人們自然會開始想：
由于電子計算機大部分器件都是晶體管組成的邏輯門，而晶體管，都是由半導體材料制造的。自然而然地，人們就會希望把所有晶體管集中在同一塊半導體上，而不是制造一堆獨立的晶體管再手工連接起來。
接下來的嘗試，就是將印刷電路板上做過的事情在半導體上再做一次。不過由于材質和工藝精度的要求，直到1958-1959年，基爾比和諾伊斯才先后實現了集成電路——將晶體管、電阻、電容和導線集成在同一塊半導體上。
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