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第73章 微光渐亮

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入了伏,天气就跟下了火似的,知了在树上没完没了地叫着,吵得人心头发慌。

四合院里,大中午的也少见人影,都躲在屋里图个阴凉。

唯有陈芳的屋子里,还时常传出小娃娃细弱的啼哭和大人轻柔的哄弄声——龙凤胎林薇和林东还小,离不得人。

陈芳虽说在月子里被照顾得很好,可同时带两个奶娃娃,也着实辛苦,脸上总带着几分疲惫。

然而,在这看似被酷暑和育儿琐事占据的日子里,一股微弱却坚定无比的光芒,正在另一处不为人知的角落里,顽强地穿透着知识的壁垒。

“微光”小组所在的秘密研究所,深藏在地下,倒是隔绝了地面的炎热,只有通风系统持续不断的低沉嗡鸣。

这里感受不到季节的变化,只有灯光、图纸、仪器和研究人员们眼中永不熄灭的求知之火。

小组的成员们,大多是刚从各大院校选拔来的年轻面孔,他们怀揣着理想和一丝懵懂,被投入到这个代号“微光”、任务却重若千钧的绝密项目中。

他们面对的资料,是林卫东转述的、关于集成电路的基础原理。

起初,那些陌生的术语、抽象的符号、复杂的能带图,就像一团浓得化不开的迷雾,让他们寸步难行。

“PN结……这耗尽层到底是怎么形成的?为什么就能单向导电了?”

一个戴着深度眼镜的年轻研究员,抓着一把头发,对着图纸上那看似简单的P型和N型半导体接触示意图,百思不得其解。

“还有这个MOSFET,金属-氧化物-半导体场效应晶体管,这名字就绕口。

栅极电压怎么就能控制源漏之间的电流了?‘场效应’到底是什么效应?”

另一个也皱着眉头,在笔记本上写写画画,试图理解那描述中“用电场控制导电通道”的神奇机制。

这些概念,完全超越了当时国内电子学教育的基础,如同天书一般。

小组的进展一度十分缓慢,气氛也有些沉闷。

他们知道自已任务的重要性,却苦于找不到入门的钥匙。

转机,出现在陈芳身体稍微恢复,能够进行一些不耗费体力的脑力工作之后。

林卫东考虑到陈芳扎实的理论物理背景,以及她与这份奖励的特殊关联,在征得“摇篮”小组同意后,将“微光”小组遇到的一些核心理论难题,以匿名专家咨询的形式,断断续续地转给了在家休养的陈芳。

陈芳虽然人在家中,心思却有一部分系在了那片微观的电子世界。

趁着孩子睡着的空隙,或是晚上林卫东回来帮她看护一会儿的时候,她就拿起那些问题,靠在床头仔细思索。

她没有直接给出答案——那等于泄露核心机密。

而是以一种引导、启发的方式,用更基础、更普适的物理原理,去诠释那些抽象的概念。

比如对于PN结,她在回复中(通过林卫东转述)写道:“可以把它想象成一条河流,P区空穴多,像水量充沛的上游;

N区电子多,像地势低洼的下游。

当它们接触时,自然会产生扩散,就像水往低处流。

但扩散的结果,会在交界处形成一个‘壁垒’(耗尽层),反过来阻止进一步的扩散,最终达到平衡。

而外加电压,就像是给河流加了闸门,正向偏压是打开闸门让水流通,反向偏压是关闭闸门甚至加高堤坝……”

对于MOSFET,她则用了一个巧妙的比喻:“把它看作一个水龙头。

源极和漏极是水管的两端,中间的半导体沟道就是水流通道。

而栅极,就是那个控制水流大小的阀门。

只不过这个阀门不是用手拧的,而是用电场的‘无形之手’来调节的。

栅极电压的变化,就像调节阀门开度,直接影响着沟道内‘载流子’的多少,从而控制了电流的大小。”

这些深入浅出、紧扣物理本质的比喻和解释,如同黑暗中划过的火柴,瞬间照亮了“微光”小组成员们困惑的脑海!

“原来是这样!扩散与漂移的平衡!”

“电场控制……我明白了!是改变了半导体表面的能带弯曲,从而诱导或耗尽载流子形成沟道!”

“这么一想,就通透多了!”

迷雾被驱散,核心概念的理解取得了关键的突破!

PN结的隔离作用,MOSFET的放大与开关原理,这些构建集成电路大厦的基石,终于被他们真正地理解了,而不仅仅是死记硬背。

理论上的豁然开朗,立刻带来了实践上的尝试热情。

在初步理解了这些基本单元的工作原理后,小组开始尝试进行最简单的电路设计。

他们不再满足于纸上谈兵,而是利用研究所里那台极其宝贵、性能也极其有限的计算机,进行初步的电路仿真验证。

第一个目标是设计一个最简单的反相器(NOT门)。

由几个(虚拟的)MOSFET组成,输入高电平,输出就应该是低电平;输入低电平,输出就应该是高电平。

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