迄今获得了近50项世界第一，阿里达摩院里面的院士到底有多牛逼?

   阿里巴巴达摩院是阿里巴巴在全球范围内设立的多个科研机构，主要是以致力于探索科技未知，以人类愿景为驱动力来进行一些立足基础科学、颠覆性技术和应用技术的研究机构。

  阿里达摩院成立于2017年10月，从成立到现在获得了近50项的世界第一，这是因为达摩院汇聚了各个领域国内外顶尖人才。下面认识一下其著名院士。

  迈克尔·乔丹：机器学习领域的奠基者，人工智能领域的泰斗，战胜柯洁的那个阿尔法-狗的祖师爷爷，另外附加美国科学院、工程院、艺术与科学院的三院院士。

  李凯：中国工程院外籍院士、美国工程院院士，李凯教授是计算机领域著名科学家，在构建平行可分布式系统和重复数据删除系统、数据分析等领域有极高建树。

  周以真：美国计算机科学家。卡内基-梅隆大学教授，她的主要研究领域是形式方法、可信计算 、分布式系统、编程语言等。1993年她与图灵奖得主芭芭拉·利斯科夫合作，提出了著名的Liskov代换原则，是面向对象基本原则之一。

 乔治·丘奇：美国哈佛大学遗传学教授，哈佛医学院基因组研究中心主任。2016年诺贝尔化学奖的热门候选人包括哈佛大学医学院的乔治·丘奇。

 高文：中国工程院院士、计算机专家。主要研究方向为人工智能应用和多媒体技术，多媒体数据压缩，、模式识别与图象处理。

吴朝晖：中国科学院院士、浙江大学校长。 吴朝晖持研制了复杂服务计算支撑平台，在脑机融合的混合智能方面，提出了混合智能体系结构及脑在回路的信息处理模型。

黄如：中国科学院院士、北京大学副校长。从事半导体新器件及其应用研究，主要包括低功耗新结构新原理器件、新型神经形态器件及相关技术、器件、电路可靠性与波动性、关键共性工艺等。

      我在模电里学的BJT信号放大的工作原理解释就是场划水的数学公式上的孤立的粗浅的认知：

iC = β · iB，也就是输出电流与输入电流间的数学关系。

但我不知道，具有这样的关系的物理原因以及数学证明是什么，如果用α参数解释β参数来源，α参数的数学证明又是什么？以及我希望能用人类自然语言以及物理意义去进行定性的、面向心理表征作用叠加过程的对BJT放大原理的解释。

      在《半导体物理与器件》中我终于找到了数学证明且有物理因果意义的解释。使得我对BJT放大工作原理的认知有所补全。希望全面，但不太可能。

BJT能放大信号的根本原因是这样的：

前提：将npn型双极晶体管偏置于正向有源模式（发电结正偏，集电极反偏）

首先得作一些铺垫。

1、先讲述晶体管基本工作原理：仅数学表达式及其物理意义角度

    将集电极电流用扩散电流的形式表达见图

      其物理意义是集电极电流由基级和发射极之间的电压控制，进一步说BJT是两端施加电压控制另一端的电流。

      数学上：集电极电流正比于exp(vbe/Vt)

（注意：基本工作原理不含任何放大作用）

2、接下来，我要说明的是：基极电流是由谁来控制。

      基极电流由发射结电流与从发射区扩散到基区的电子与基区多子空穴复合而形成的用于补给所消失的空穴的正电荷电流，这两者之和组成。由半导体物理，这两个分电流皆正比于exp(vbe/Vt),由线性组合，基极电流也正比于exp(vbe/Vt)，可以看出基极电流由基极和发射极之间的电压vbe控制。

3、接下来说明如何从认知中意识到β的存在

    正因为集电极电流与基极电流都正比于exp(vbe/Vt)，所以才有为什么集电极电流与基电流之比为常数。即β系数存在。

4、接下来，我将从物理角度解释为什么β>1.

    由于BJT自身的物理组成以及结构，决定了β>1。物理组成上，基区的P掺杂浓度低、电子与空穴复合少；物理结构上基区又很窄，扩散而来的对于基区为少子的电子才可以快速扩散到集电结。所以才会有集电极电流大于基极电流，从而β>1。

    以上是β>1的物理解释。解释的真实性有数学表达式的定量证明，以电流密度表征。具体见《半导体物理与器件》

总结一下：基极与发射极之间的电压不仅控制集电极电流，也控制基极电流。由于BJT自身的物理组成与结构，使得从发射极流入电流向两个方向（基极、集电极）流出时，能有不同的大小，而这种分配是固定比例分配。

前提：在共射极电路连接下，通过直流电源，使npn型双极晶体管偏置于正向有源模式（发电结正偏，集电极反偏）

步骤为心理表征BJT放大信号过程的思考过程，不一定与实际物理过程重合

我们在基极与发射极之间加入电压变化的小信号（注意：输入回路有保护电阻串联，保护电阻限制输入回路最大电流，进而保护发射结），小信号电压的微小的改变会给基极与发射极之间的电压带来微小的改变，也就是发射结之间的电压发生微小改变。而发射结正是pn结，从pn结（二极管）的伏安特性曲线中，我们可以知道，对于导通的pn结（二极管），改变微小的电压，可以带来很大的电流变化，小信号微小地增大基极与发射极间电压，导致流入三级管的总电流极大地增大（对于共射极电路）；小信号微小的减小基极与发射极间电压，导致流入三级管的总电流极大地减小，但此时总电流所剩余的能量依旧大于小信号输入的能量，因为直流电压远大于小信号电压。

然后利用三极管由于自身物理组成与结构而决定的对电流的分配作用，能集中电流从集电极输出（此过程的能量角度是实质：集中能量从集电极输出）。

然后利用三极管基本工作原理：基极与发射极之间电压控制集电极电流（即输出能量）。这句话“控制”一词应解释为，集电极的电流（能量）大小随小信号电压大小的变化而变化。一有集中电流（能量）输出，二有控制输出随之变化，进而，最终小信号微小的变化量映射为放大的变化量。这是思维认知要点，也是设计放大电路的目的之一，另一目的由直流电源实现（见其作用2）

1、输出信号的最小能量值相比小信号的最小能量值有很大的提高

2、输出信号变化量相比输入信号有很大的倍增

最后总结一下，共射放大电路中关键元件对放大信号全过程的作用

一、加于输入回路与输出回路的直流电源有两个作用：

1、使得BJT处于正常放大的静态工作点

2、使得输出信号的最小能量值相比小信号的最小能量值有很大的提高

二、小信号的作用：

1、使得输入三极管的总能量发生很大的改变（pn结伏安特性）

2、作为输出信号改变趋势的模版（依靠晶体管基本工作原理）

三、三极管的作用

1、集中总电流（能量）从集电极输出，而从基极流出少，达到能量分配与集中的作用（自身物理组成与结构决定）

2、晶体管工作原理可以实现输入信号及其变化控制输入信及其变化

才疏学浅，如有高见，请多多指教。

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采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。

PN结

（PN junction）

一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半

导体的交界面附近的过渡区称。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不

同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质

结通常采用外延生长法。

在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的 。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。

在PN结上外加一电压 ，如果P型一边接正极 ，N型一边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界

面运动，使空间电荷区变窄，甚至消失，电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极，P型一边接负极，则空穴和

电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过。这就是PN结的单向导性。

PN结加反向电压时 ，空间电荷区变宽 ， 区中电场增强。反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大。如果外

电路不能限制电流，则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称击穿电压。基本的击穿机构有两种，即隧

道击穿和雪崩击穿。 PN结加反向电压时，空间电荷区中的正负电荷构成一个电容性的器件。它的电容量随外加电压改变。

根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。如利

用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和开关二极管，利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管；利用

高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管；利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。使半导体的光电效应与PN结相结

合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体激光二极管与半导体发光二极

管；利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器；利用光生伏特效应可制成太阳电池。此外，利用两个

PN结之间的相互作用可以产生放大，振荡等多种电子功能 。PN结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心，是现代电

子技术的基础。在二级管中广泛应用。

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