为什么电源ic要制作在半导体上？
IC 指集成电路，做在半导体上是因为半导体是适合实现晶体管的材料，而晶体管正是现在绝大多数电路的核心器件。
不过这里我想多写一点东西，追本溯源从“电路”的开端开始。
不过这里我想多写一点东西，追本溯源从“电路”的开端开始。
物理课上大家都听过麦克斯韦方程预言了电磁波的存在，然后赫兹的实验证明了电磁波存在，后马可尼实现了无线电通信。
初的无线电接收机使用的是一类称为“检波器”的装置，然而检波器作为接收机的性能是非常糟糕的。首先它的频率响应很难控制，导致各种乱七八糟的干扰信号都会被触发检波器；另一方面它对信号强度的要求也很高，导致发射端的功率非常大。更糟的是当时的发射设备也非常简陋，只有火花塞之类的装置，这种设备只能发送类似方波的信号，而学过信号与系统的都知道方波的频谱有多宽……所以当时的无线电只能通过莫尔斯码交流，调频调幅什么的都是天方夜谭。
为了解决这些问题，人们想了很多的方法，但是除了通过LC谐振电路实现了大功率正弦发生器之外，别的进展都不大。随着这一项改进，到了1907年，人们终于次成功实现了AM广播。
初的无线电接收机使用的是一类称为“检波器”的装置，然而检波器作为接收机的性能是非常糟糕的。首先它的频率响应很难控制，导致各种乱七八糟的干扰信号都会被触发检波器；另一方面它对信号强度的要求也很高，导致发射端的功率非常大。更糟的是当时的发射设备也非常简陋，只有火花塞之类的装置，这种设备只能发送类似方波的信号，而学过信号与系统的都知道方波的频谱有多宽……所以当时的无线电只能通过莫尔斯码交流，调频调幅什么的都是天方夜谭。
为了解决这些问题，人们想了很多的方法，但是除了通过LC谐振电路实现了大功率正弦发生器之外，别的进展都不大。随着这一项改进，到了1907年，人们终于次成功实现了AM广播。
然而1907年重要的进展并不是AM广播，也不是同年发现的LED，而是真空三极管的发明，
这个在灯泡的表亲构成了将来所有电路的基础。
真空三极管的重要性在于这是个能够实现放大电路的器件。有了放大电路的加入使得无线通信对于发射机功率的要求一下降低了好几个数量级，同时通信距离也大大增加了。
不过事情当然没有这么简单，真空三极管发明于1907年，但是直到1912年Armstrong （通信电路领域的祖师爷）发明再生接收机之前没有人意识到这个器件的威力。到了1917年Armstrong 终于通过正反馈实现了有实际用途的增益，并在此基础上完成了超外差式接收机，直到今天相当多的RF接收机依然在使用这一结构。
这个在灯泡的表亲构成了将来所有电路的基础。
真空三极管的重要性在于这是个能够实现放大电路的器件。有了放大电路的加入使得无线通信对于发射机功率的要求一下降低了好几个数量级，同时通信距离也大大增加了。
不过事情当然没有这么简单，真空三极管发明于1907年，但是直到1912年Armstrong （通信电路领域的祖师爷）发明再生接收机之前没有人意识到这个器件的威力。到了1917年Armstrong 终于通过正反馈实现了有实际用途的增益，并在此基础上完成了超外差式接收机，直到今天相当多的RF接收机依然在使用这一结构。
为什么说三极管是放大电路的基础？
中学电路三巨头：电阻、电容、电感都是二端器件，输入端输出端无法分开，共享负载。单纯使用这些元件只能组合出分压或是分流电路，而无法放大一个信号。
而有了三极管，输出端与输入端得以分开，可以通过输入端控制输出端信号。再给输入端和输出端分配不同大小的负载，就可以实现大于1的增益。
中学电路三巨头：电阻、电容、电感都是二端器件，输入端输出端无法分开，共享负载。单纯使用这些元件只能组合出分压或是分流电路，而无法放大一个信号。
而有了三极管，输出端与输入端得以分开，可以通过输入端控制输出端信号。再给输入端和输出端分配不同大小的负载，就可以实现大于1的增益。
有了电子管，无线电终于得以真正的实用化。
但是接下来，另一项需求将电路由真空管时代推向了固体电路时代——那就是计算机。
但是接下来，另一项需求将电路由真空管时代推向了固体电路时代——那就是计算机。
电路领域大致可以分为两大块，一是通信（发射机、接收机），一是计算（处理器、寄存器）。
大概到了二战的时代，电子管基本上已经可以满足当时的通信需求了。基于电子管的无线电设备虽然昂贵娇气，但是毕竟消耗量不大（Armstrong的超外差接收机只需要5个电子管），所以大家用着也没觉得有什么问题。
然而二战期间计算需求急剧增加，传统的机械计算机已经不堪重负，电子计算机的需求异常迫切。
接下来大家都知道了，美国人搞出了ENIAC，台图灵完全的电子计算机。ENIAC消耗了17000个以上的电子管，代价是重量接近30吨，以及几乎每天都会有损坏的电子管需要替换。
这样的开销显然让人，于是寻找一种更小、更廉价、更可靠的器件来代替电子管就成了研究者们的新目标。
大概到了二战的时代，电子管基本上已经可以满足当时的通信需求了。基于电子管的无线电设备虽然昂贵娇气，但是毕竟消耗量不大（Armstrong的超外差接收机只需要5个电子管），所以大家用着也没觉得有什么问题。
然而二战期间计算需求急剧增加，传统的机械计算机已经不堪重负，电子计算机的需求异常迫切。
接下来大家都知道了，美国人搞出了ENIAC，台图灵完全的电子计算机。ENIAC消耗了17000个以上的电子管，代价是重量接近30吨，以及几乎每天都会有损坏的电子管需要替换。
这样的开销显然让人，于是寻找一种更小、更廉价、更可靠的器件来代替电子管就成了研究者们的新目标。
实际上金属氧化物晶体二极管早就已经发明了，ENIAC 里也使用了大量的二极管。可惜二极管和电阻电容电感一样，因为是二端器件所以没法单独完成放大或是计算。
在1922年，苏联工程师Losev 利用红锌矿二极管的负阻抗特性成功实现了一个放大电路，可惜由于红锌矿的所以没有实用化。后来据说Losev 曾进行过硅晶体管的研究，不过随后二战爆发，他死于列宁格勒围城战中，相关的研究记录也全部丢失了。
在大洋彼岸，1925年加拿大的Lilienfeld 个提出了场效应管（结型场效应管，JFET）的设计理念，提出了在半导体材料上实现类似电子管功能的想法。然而受限与当时的工艺水平，这个想法一直没有实现。
在1922年，苏联工程师Losev 利用红锌矿二极管的负阻抗特性成功实现了一个放大电路，可惜由于红锌矿的所以没有实用化。后来据说Losev 曾进行过硅晶体管的研究，不过随后二战爆发，他死于列宁格勒围城战中，相关的研究记录也全部丢失了。
在大洋彼岸，1925年加拿大的Lilienfeld 个提出了场效应管（结型场效应管，JFET）的设计理念，提出了在半导体材料上实现类似电子管功能的想法。然而受限与当时的工艺水平，这个想法一直没有实现。
个将晶体三极管变为现实的，是巴丁和布拉顿，他们发明了双极晶体管（BJT），并与发明了P/N结二极管的肖克来一起获得了诺贝尔奖。
初的双极晶体管是点接触构造的，看过图片就知道这种结构有多复杂
不过一年之后（1948年），肖克来利用自己在P/N结二极管上的经验，设计了结型构造的双极性晶体管，这一结构立即成了BJT的标准结构，并服役今。
此后，除了少数特殊领域（高温、大功率……）BJT 迅速取代了电子管，电子计算机的成本和体积都大大减小了。
经历了这一飞跃之后，人们自然会开始想：
由于电子计算机大部分器件都是晶体管组成的逻辑门，而晶体管，都是由半导体材料制造的。自然而然地，人们就会希望把所有晶体管集中在同一块半导体上，而不是制造一堆独立的晶体管再手工连接起来。
接下来的尝试，就是将印刷电路板上做过的事情在半导体上再做一次。不过由于材质和工艺精度的要求，直到1958-1959年，基尔比和诺伊斯才先后实现了集成电路——将晶体管、电阻、电容和导线集成在同一块半导体上。
不过一年之后（1948年），肖克来利用自己在P/N结二极管上的经验，设计了结型构造的双极性晶体管，这一结构立即成了BJT的标准结构，并服役今。
此后，除了少数特殊领域（高温、大功率……）BJT 迅速取代了电子管，电子计算机的成本和体积都大大减小了。
经历了这一飞跃之后，人们自然会开始想：
由于电子计算机大部分器件都是晶体管组成的逻辑门，而晶体管，都是由半导体材料制造的。自然而然地，人们就会希望把所有晶体管集中在同一块半导体上，而不是制造一堆独立的晶体管再手工连接起来。
接下来的尝试，就是将印刷电路板上做过的事情在半导体上再做一次。不过由于材质和工艺精度的要求，直到1958-1959年，基尔比和诺伊斯才先后实现了集成电路——将晶体管、电阻、电容和导线集成在同一块半导体上。
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