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19 关系: 功率，半导体，双极性晶体管，交流電，信噪比，快速傅里叶变换，粉红噪声，純八度，结型场效应管，直流電，白雜訊，頻率，谱密度，载波，赫兹，金屬氧化物半導體場效電晶體，正态分布，溫度係數，晶体管。
功率
功率定義為能量转换或使用的速率，以單位時間的能量大小來表示，即是作功的率。功率的國際標準制單位是瓦特（W），名稱是得名於十八世紀的蒸汽引擎設計者詹姆斯·瓦特。燈泡在單位時間內，電能轉換為熱能及光能的量就可以用功率表示，瓦特數越高表示單位時間用的能力（或電力）越高。 能量转换可以用來作功，功率也是作功的速率。當一個人搬著一重物爬了一層的樓梯，不論他是慢慢的走上樓梯或是快跑上樓梯，對重物作的功是相等的，但若考慮其功率，快跑上樓梯會在較短的時間內對物體作相同大小的功，因此其功率較大。馬達的輸出功率是其馬達產生的轉矩及馬達角速度的乘積，而車輛前進的功率是輪子上的牽引力及車輛速度的乘積。.
半导体
半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.
双极性晶体管
双极性電晶體（bipolar transistor），全称双极性结型晶体管（bipolar junction transistor, BJT），俗称三极管，是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明，其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予1956年的诺贝尔物理学奖。 这种晶体管的工作，同时涉及电子和空穴两种载流子的流动，因此它被称为双极性的，所以也稱雙極性載子電晶體。这种工作方式与诸如场效应管的单极性晶体管不同，后者的工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用。两种不同掺杂物聚集区域之间的边界由PN结形成。 双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成，晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。以NPN電晶體為例，按照设计，高掺杂的发射极区域的电子，通过扩散作用运动到基极。在基极区域，空穴为多数载流子，而电子少数载流子。由于基极区域很薄，这些电子又通过漂移运动到达集电极，从而形成集电极电流，因此双极性晶体管被归到少数载流子设备。 双极性晶体管能够放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力，，所以它常被用来构成放大器电路，或驱动扬声器、电动机等设备，并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。 通斷（傳遞訊號）時的雙極晶體管表現出一些延遲特性。大多數晶體管，尤其是功率晶體管，具有長的儲存時間，限制操作處理器的最高頻率。一種方法用於減少該存儲時間是使用Baker clamp。.
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交流電
交流電流（Alternating Current，縮寫：AC）是指大小和方向都發生週期性變化的電流，在一個週期內的運行平均值為零。不同於直流電，後者的方向是不會隨著時間發生改變的，並且直流電沒有周期性變化。 通常波形為正弦曲線。交流電可以有效傳輸電力。但實際上還有應用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是具有正弦波形的交流電。.
信噪比
信噪比（Signal-to-noise ratio，缩写为SNR或S/N）是科学和工程中所用的一种度量，用於比較所需訊號的强度與背景雜訊的强度。其定義為訊號功率与雜訊功率的比率，以分貝（dB）为单位表示。大於比率1:1（高於0分貝）表示訊號多於雜訊。信噪比通常用於描述電子訊號，也可以應用在各種形式的訊號，比如內的同位素量，或細胞間的生物化學信號。.
快速傅里叶变换
快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT），是快速计算序列的离散傅里叶变换（DFT）或其逆变换的方法。傅里叶分析将信号从原始域（通常是时间或空间）转换到頻域的表示或者逆过来转换。FFT会通过把DFT矩阵分解为稀疏（大多为零）因子之积来快速计算此类变换。 因此，它能够将计算DFT的复杂度从只用DFT定义计算需要的 O(n^2)，降低到 O(n \log n)，其中 n 为数据大小。 快速傅里叶变换广泛的应用于工程、科学和数学领域。这里的基本思想在1965年才得到普及，但早在1805年就已推导出来。 1994年美國數學家把FFT描述为“我们一生中最重要的数值算法”，它还被IEEE科学与工程计算期刊列入20世纪十大算法。.
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粉红噪声
粉红噪声或1/ƒ噪音（有时也称作闪变噪声）是一个具有功率谱密度（能量或功率每赫兹）与频率成反比特征频谱的信号或过程。在粉红噪声中，每个倍频程中都有一个等量的噪声功率。粉红噪声的名称源于这种功率谱下的可见光视觉颜色为粉色。 在科学文献中，术语1/ƒ 噪声通常宽泛地指任何一种带有如下所示功率谱密度的噪声： 其中ƒ为频率，且0 α的噪声广泛地存在于大自然之中，并且它被运用到许多领域当中。α 值趋近于1的噪声与区间内其它α值噪声之间的区别符合一个更基本的区别。前者（狭义上）一般来自于准平衡凝聚态系统，下文将会展开讨论。后者（广义上）一般符合一系列非均衡驱动动态系统。 尽管术语闪变噪声仅用来描述直流电子设备中出现的噪声更为合适，但每当提到1/ƒ噪声人们还是称其为闪变噪声。1968年，本華·曼德博与John W. Van Ness提出了一个“分数噪声”的概念（有时也叫做分形噪声），以强调谱函数的指数可取一个非整数值，并使之与分数布朗运动联系起来，但这个词很少被用到。.
純八度
#重定向 八度.
结型场效应管
结型场效应管（JFET，从英语junction-fet或者NIGFET，从英语non-insulated-gate-fet缩写而成）是单极场效应管中最简单的一种。它可以分n沟道或者p沟道两种。在下面的论述中主要以n沟道结型场效应管为例，在p沟道结型场效应管中n区和p区以及所有电压正负和电流方向正好颠倒过来。.
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直流電
流电流（Direct current），可通过使用称为整流器的电子元件（通常情况下）或机电元件（在历史上），使交流电流只向一个方向流动，将其转化为直流电流。直流电流由成交流电流的逆变器或电动发电机组。 第一个商业化的电力传输由托马斯·爱迪生在十九世纪后期开发，使用110伏特的直流电。然而由于在传输和电压转换的优势差异，今天几乎所有的电力分配為交流电。在20世纪50年代中期，曾經發展過超高壓直流電系統，現在該技術是在遠程及水下電力傳輸上，除了高壓交流電以外的另一種選項然而並不常見。但是特種應用要求上，如一些第三軌或架空電車線的铁路电力系统還是用直流電，交流电被分配到一个变电站利用一个整流器转换为直流电。 而末端應用上卻是直流電的天下，尤其是在技术发展的地带（如加州的硅谷等），目前幾乎所有充電器都使用直流电对电池进行充电，且在几乎所有电子科技系统中作为电源。非常大量的直流电源還用于生产铝和其它电化学过程。直流還用在一些铁路推进，尤其是在城市地区的捷運，並且隨著捷運路線順便建立了一個直接輸出高压直流電的電網，供給有限的沿路工商業應用是常見做法。.
白雜訊
白噪声，是一種功率譜密度為常數的隨機信號或随机过程。即，此信號在各個频段上的功率是一樣的。由于白光是由各種頻率（颜色）的单色光混合而成，因而此信号的這種具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”，此信号也因此被称作白噪声。相对的，其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。 理想的白噪声具有無限頻寬，因而其能量是無限大，這在现实世界是不可能存在的。实际上，我們常常將有限頻寬的平整訊號視為白噪声，以方便进行數學分析。.
頻率
频率（Frequency）是单位时间内某事件重复发生的次数，在物理学中通常以符号f 或\nu表示。采用国际单位制，其单位为赫兹（英語：Hertz，简写为Hz）。设\tau时间内某事件重复发生n次，则此事件发生的频率为f.
谱密度
時間序列 x(t) 的功率谱 S_(f) 描述了信号功率在频域的分布状况。根据傅里叶分析，任何物理信号都可以分解成一些离散频率或连续范围的频谱。对特定信号或特定种类信号（包括噪声）频率内容的分析的统计平均，称作其频谱。 当信号的能量集中在一个有限时间区间的时候，尤其是总能量是有限的，就可以计算能量频谱密度。更常用的是应用于在所有时间或很长一段时间都存在的信号的功率谱密度。由于此种持续存在的信号的总能量是无穷大，功率谱密度（PSD）则是指单位时间的光谱能量分布。频谱分量的求和或积分会得到（物理过程的）总功率或（统计过程的）方差，这与帕塞瓦尔定理描述的将 x^2(t) 在时间域积分所得相同。 物理过程 x(t) 的频谱通常包含与 x 的性质相关的必要信息。比如，可以从频谱分析直接确定乐器的音高和音色。电磁波电场 E(t) 的频谱可以确定光源的颜色。从这些时间序列中得到频谱就涉及到傅里叶变换以及基于傅里叶分析的推广。许多情况下时间域不会具体用在实践中，比如在攝譜儀用散射棱镜来得到光谱，或在声音通过内耳的听觉感受器上的效应来感知的过程，所有这些都是对特定频率敏感的。 不过本文关注的是时间序列（至少在统计意义上）已知，或可以直接测量（如经麦克风采集再由电脑抽样）的情形。功率谱在与随机过程的统计研究以及物理和工程中的许多其他领域中都很重要。通常情况下，该过程是时间的函数，但也同样可以讨论空间域的数据按空間頻率分解。.
载波
载波（carrier wave）是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。 可以这样理解，我们一般需要发送的数据的频率是低频的，如果按照本身的数据的频率来传输，不利于接收和同步。使用载波传输，我们可以将数据的信号加载到载波的信号上，接收方按照载波的频率来接收数据信号，有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不同的，将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。 载波就是携带信息/信号的波形，它携带的方式是进行频率、振幅、相位间隔调制。 電子計算機科學中，基頻（baseband）加上載波（carrier wave）而成為寬頻（broadband）。 Category:调制与解调.
赫兹
赫兹（符号：Hz）是频率的国际单位制单位，表示内周期性事件发生的次数。赫兹是以首个用实验验证电磁波存在的科学家海因里希·赫兹命名的，常用于描述正弦波、乐音、无线电通讯以及计算机时钟频率等。.
金屬氧化物半導體場效電晶體
金屬氧化物半導體場效電晶體（簡稱：金氧半場效電晶體；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，縮寫：MOSFET），是一種可以廣泛使用在模拟電路與数字電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其通道極性的不同，可分為电子占多数的N通道型與空穴占多数的P通道型，通常被稱為N型金氧半場效電晶體（NMOSFET）與P型金氧半場效電晶體（PMOSFET）。 以金氧半場效電晶體（MOSFET）的命名來看，事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET跟英文單字「metal（金屬）」的第一個字母M，在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體閘極使用金屬作為材料，但由於多晶矽在製造工藝中更耐高溫等特點，許多金氧半場效電晶體閘極採用後者而非前者金屬。然而，隨著半導體特徵尺寸的不斷縮小，金屬作為閘極材料最近又再次得到了研究人員的關注。 金氧半場效電晶體在概念上屬於絕緣閘極場效電晶體（Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET）。而絕緣閘極場效電晶體的閘極絕緣層，有可能是其他物質，而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET，但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。 金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方，依照其操作電壓的不同，這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃（Å）不等，通常材料是二氧化硅（SiO2），不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化硅（silicon oxynitride, SiON）做為氧化層之用。 今日半導體元件的材料通常以矽為首選，但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程，當中最著名的例如國際商業機器股份有限公司使用硅與鍺的混合物所發展的矽鍺製程（SiGe process）。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料，如砷化鎵（GaAs），因為無法在表面長出品質夠好的氧化層，所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。 當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時，電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷，而這時就會形成反轉通道（inversion channel）。通道的極性與其汲極（drain）與源極相同，假設汲極和源極是n型，那麼通道也會是n型。通道形成後，金氧半場效電晶體即可讓電流通過，而依據施於閘極的電壓值不同，可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。.
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正态分布
常態分布（normal distribution）又名高斯分布（Gaussian distribution），是一個非常常見的連續機率分布。常態分布在统计学上十分重要，經常用在自然和社会科学來代表一個不明的隨機變量。 若隨機變量X服從一個位置參數為\mu、尺度參數為\sigma的常態分布，記為： 則其機率密度函數為 常態分布的數學期望值或期望值\mu等於位置參數，決定了分布的位置；其方差\sigma^2的開平方或標準差\sigma等於尺度參數，決定了分布的幅度。 常態分布的機率密度函數曲線呈鐘形，因此人們又經常稱之為鐘形曲線（类似于寺庙里的大钟，因此得名）。我們通常所說的標準常態分布是位置參數\mu.
溫度係數
溫度係數（temperature coefficient）是指在溫度變化1K時，特定物理量的相對變化。 以下的公式中，R為特定的物理量，T為量測物理量時的溫度，T0為參考溫度，ΔT為量測溫度及參考溫度的溫度差，α為（線性）溫度係數。則物理量可以用以下公式表示： 此處α的因次為溫度的倒數（1/K或K−1）。 以上式子的物理量和溫度成線性關係，若物理量和溫度的多項式或對數成正比，也可以在一定溫度範圍內計算溫度係數，近似此範圍內的物理量變化。若物理量是隨溫度指數增長或指數衰減（例如阿伦尼乌斯方程），只能在一個很小的溫度範圍內計算溫度係數。 溫度係數會隨應用領域的不同而不同，例如核能、電子學或磁學均有其溫度係數。物體的彈性模量也會隨溫度而變化，一般彈性模量會隨溫度升高而下降。.
晶体管
晶体管（transistor），早期音譯為穿細絲體，是一种-zh-cn:固体; zh-tw:固態;--zh-cn:半导体器件; zh-tw:半導體元件;-，可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年，由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。當時巴丁、布喇頓主要發明半導體三極體；肖克利則是發明PN二極體，他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。 電晶體由半導體材料組成，至少有三個對外端點（稱為極），(C)集極、(E)射極、(B)基極，其中(B)基極是控制極，另外兩個端點之間的伏安特性關係是受到控制極的非線性電阻關係。晶体管基于输入的電流或电压，改變輸出端的阻抗 ，從而控制通過輸出端的电流，因此晶體管可以作為電流開關，而因為晶体管輸出信號的功率可以大於輸入信號的功率，因此晶体管可以作為电子放大器。.
