电子史 · 电路的脉搏从钨到硅，从低到高

前文回顾：

电子史 · 电路的脉搏初生篇

电子史 · 电路的脉搏走向高频

前文书说到，振荡器从混沌的开发中渐渐走上一条科学的发展之路，电子管的引入使得人们获得了纯净的振荡信号，几种标准的振荡电路拓扑被发明和采用，直接地影响到了现代硅三极管振荡电路的设计。同时我们也提到，在使用电子管振荡器的时候，其振荡频率由于极板间电容的存在而受到制约，那么能不能有一种新的器件替代电子管，构成新的振荡器种类呢？

1947年12月16日，第一只点接触PNP三极管在贝尔实验室诞生。虽然在二战中，特殊优化过的电子管可以在微波波段工作，但三极管一诞生，就被给予了厚望——在二战中，固体锗二极管就被应用在微波雷达的混频器单元中，而正是因为这种原因，采用类似工艺的这种固体结构应该会非常适合微波波段上的操作。随后，1950年，我们现在所使用的双极结型三极管诞生了。

晶体管三极管和电子管三极管所实现的功能是相同的，但它所消耗的能量更少、不发出热量、工作频率可以更高，因此立刻受到了广泛的使用。不管是军事还是民用，晶体管都得到了广泛地应用。比如第一代晶体管收音机。不管是振荡电路、混频电路还是放大电路均采用晶体管的收音机能够实现比电子管收音机更小、更便携的机身，从而立刻受到了市场的喜爱。在商业上比较成功的第一代产品中就包含了索尼TR-63，尽管采用了4个晶体管和一大堆模拟电路的收音机仍不能够算得上“便携”，其尺寸仍很大。但索尼仍称自己的产品是“口袋机”——其中部分原因是，索尼的推销人员的衬衫是定做的，口袋改大以能够放进收音机。

说过了晶体管，我们再来介绍两个虽然和振荡器关系不大，却非常重要的元器件：石英晶体（晶振）和锁相环（PLL）

晶体振荡器是一种使用石英晶体作为线路的组成部分的振荡器。人们发现，石英晶体在经过相应的切割之后，会谐振在一个特定的频率上，在其两端通过电极对其施加电场，可以使其产生变形，而断电后，使其返回原型的时候，又会产生新的电场，这使得在这一过程中，石英晶体的表现就像是RLC振荡电路一样具有震荡的特点。而其振荡频率仅和适应的形状有关。这就使得石英晶体振荡器应运而生了。对于要求更高的应用中，晶体被固定在减震器或恒温炉里以保证其频率不会改变——业余无线电爱好者对于他们一定不会陌生。

采用晶体之后，我们拥有了一个稳定的信号来源，但如何生成更多频率的时钟信号呢？PLL（锁相环）可以用来做这个事情。锁相环有着一个输入端和多个输出端，输出端连接到芯片内部的一个可变振荡器。而输入端则连接到一个参考时钟。在配置时，我们可以配置锁相环的分频比，使得输出端所输出的频率为输入端频率的一个倍数关系——这就像是对表一样，在调整一块不准的表的时候，你要参考一块准确的表的时间，而锁相环也是一样，比如当分频比为1:2的时候，锁相环会调整输出频率直到其二分频的数值与输入端相同——因此输出端的频率即为输入端频率的二倍。现在，诸如SI5351这样的集成多锁相环芯片可以非常简单地产生多个时钟信号供其他设备使用，已经成为了一种非常常见的时钟源。