如何理解「模電是玄學」這句話？
聲明：這篇文章是本人原創文章，轉載請署名並附上出處，謝謝！
先不談什麼「玄學」問題，這裡，我先把我寫的總結與大家分享，希望對模電內容有所了解，我們了解了模電內容後也許它就不是「玄學」了。
站在發明者的角度來看三極體的發明和用途
我還是那個觀點，一定要站在發明者的角度來看問題，只有這樣，一切問題才都能迎刃而解。因為模電的內容就是發明---使用---發現問題---改進---再發明—再使用的過程，是我們學習前人發明和使用的東西。
我們就以二極體和三極體為例，二極體是控制導線中電子的流動方向，而三極體是控制導線中流動電子的多少。這也是「電子技術」的根本。理論搞明白了實驗就簡單了。
下面主要是以三極體為例來說明導線中電流的控制，要想控制一根導線中的電流，首先要把這根導線斷開，斷開的兩端我們分別叫做C端和E端（C和E實際上是輸出迴路），如果我們在C和E之間加個器件，這個器件能使電流從C端流進並能從E端流出來，同時這個電流又能被我們控制住，那麼這個器件就成功了。
為了實現上述要求，接下來我們就在C-E之間放一個NPN（或PNP）結構的半導體，可是，現在的問題是，在這種情況下無論怎樣在C和E之間加電源 （不擊穿情況下） ，C-E這根導線始終都不會有電流。我們又知道，電子流動的方向與人們定義電流的方向相反（這是因為當時人們以為電線里流過的是電流），所以，我們將中間半導體引出一個電極（B極），在B-E之間（實際上是加在發射結上，見PN結特性）加一個正向電壓，這時發射區就會向基區發射電子從而形成E極流出的電流，但是，要想實現這個電流是從C端入、從E端出，則必須要把發射區發射的這些電子都收集到C極去，這樣我們需要在C和E之間加正向電壓，使集電結處於反向擊穿狀態，使電子能順利收集到C極，這個收集電子的能力要比發射電子的能力強，它就像一個大口袋，你發射區發射多少我就收多少（這樣就能理解三極體輸出特性曲線了，當B極電流一定時，隨著CE電壓的增加，C極電流就不再增加了，因為B極電流一定時，發射區發射的電子數量就一定了，你收集的能力再強也要不到多餘的電子了），這樣，這個器件就成了，可以實現電流從C端到E端（因為當初我假設它們之間是被我斷開的導線兩端），最理想的是流進C端的電流就等於E端流出的電流，同時這個電流又被一個BE電壓（或信號）控制，但是，三極體不是一個理想的器件，因為C端電流不等於E端電流，有一部分電流流過B極，我們盡量使C端電流等於E端電流，所以，這就是為什麼在工藝上要使基區濃度要低而且還要薄，同時集電結的面積還要大的根本原因。
談一談Ic受Ib控制的問題：
通過前面的敘述，我們已經知道發射極電流Ie受發射結電壓控制，由於我們採取了工藝上的措施，使得集電極電流Ic近似等於發射極電流Ie，這樣就可以說集電極電流Ic受發射結電壓控制。我們又從三極體輸入特性曲線可知，當Vbe和Ib的關係處於特性曲線的近似直線的位置時，基極電流Ib與發射結電壓就成線性關係，這樣，可以說集電極電流Ic與基極電流Ib就成比例關係。往往我們會站在不同角度來看問題，我們從電流放大的角度來看時，剛才說過集電極電流Ic比基極電流Ib大很多，同時它們又成比例關係，因此，在進行計算的時候就說成是集電極電流Ic受基極電流Ib控制。這其實是人們站的角度不同而已（從電流放大的角度來看的），其實，集電極電流Ic還是由發射結電壓控制的，等到了高頻小信號模型的時候，就會說集電極電流受發射結電壓控制了。
Uce電壓的作用是收集電子的，它的大小不能決定Ic的大小，從三極體輸出特性曲線可以看到，當Ib一定時（也就是Ube一定時），即使Uce增加，Ic就不變了，但是曲線有些上翹，其實這是半導體材料的問題。實際上，Ie是受從輸入端看進去的發射結電壓控制的（可以參見三極體高頻小信號模型），加Uce電壓的時候發射結已經處於導通了，它的影響不在發射結而在集電結，加Uce電壓是為了讓Ic基本等於Ie，所以說Ic受發射結電壓控制，人們為了計算方便把這種控制折算成受Ib控制，就是因為說成這樣，使得人們不太容易理解三極體工作的原理。
從輸出迴路受輸入迴路信號控制的角度來看，Ic不是由Ie控制的，但是，Ic其實是由Ie帶來的，所以，也可以說Ic受Ie影響的，這也得受三極體製造工藝影響，如果拿兩個背靠背二極體的話，怎麼也不行。
儘管三極體不是一個理想器件，但是，它的發明已經是具有劃時代意義了。由於它的B極還有少量電流，因為這個電流的存在意味著輸入迴路有耗能，如果我不耗能就能控制住你輸出迴路的電流，那這個便宜就大了，所以，後來人們發明了場效應管。其實，發明場效應管的思想也是與三極體一樣的，就是為了用一個電壓來控制導線中的電流，只是這回輸入迴路幾乎不耗能了，同時，器件兩端的電流相等了。
從使用者的角度（非設計者）來看看三極體的應用：
三極體的兩個基本應用分別是「可控開關」和「信號的線性放大」。
可控開關：C和E之間相當於一個可控開關（當然。這個開關有一定的參數要求），當B-E之間沒有加電壓時，C-E之間截止（C-E之間斷開）；而當B-E之間電壓加的很大，發射區發射的電子數量就多，C極和E極的電流就很大，如果輸出迴路中有負載時（注意，輸出迴路沒有負載CE之間就不會飽和），由於輸出迴路的電源電壓絕大部分都加到負載上了，CE之間的電壓就會很小，CE之間就處於飽和狀態，CE之間相當於短路。在飽和情況下，儘管C極電流比基極電流大，但是，C極電流與輸入迴路的電流（基極電流）不成β的比例關係。
以最簡單的電路為例，我們家裡都有手電筒，手電筒有三個要素（具有普遍意義）：電源、燈泡（負載）和開關，這裡的開關需要直接手動進行合上與斷開，用三極體代替這個開關我們就能實現用信號來控制，計算機在遠端就能控制這個迴路。控制高壓、大電流的還請大家看看IGBT等功率晶元及模塊，那是真震撼。
從另一方面看飽和：從輸出特性曲線可以看到，IB一定時VCE電壓不用很大，那個輸出特性曲線就彎曲變平了，這說明收集電子的電壓VCE不用很大就行，其實不到1V就行，但是，實際上我們在輸出迴路都是加一個電壓很大的電源，你再加大VCE也沒有用，我們看到，IB一定時VCE增加後對IC的大小沒有影響（理想情況），所以要想把發射的電子收集過去，VCE根本不用很大電壓。
但是，通常情況下，我們會在輸出迴路加入一個負載，當負載兩端電壓小於電源電壓時，電源電壓的其它部分就加在CE兩端，此時三極體處於線性放大狀態。但是，負載兩端電壓的理論值大於電源電壓時，則三極體就處於飽和狀態，這種情況IC不用很大也行。
所以不要以為VCE一定很大三極體集電極才能收集到電子，可以看到收集電子的電壓很小就行。對於飽和的問題來說，除了上一段文字中說到的電流很大引起飽和外，我們還可以從電壓的角度來看，假設三極體，電源電壓為12V，基極電流為40微安，則集電極電流就是2毫安，如果集電極接一個3K
電阻，則VCE=6V，而這個電阻換成30K
時，VCE趨於零了，這種情況下三極體也是飽和了，所以從電壓角度來看，集電極電流不一定很大，在選擇合適負載電阻的情況下，三極體也可以處於飽和狀態，所以，飽和與負載有關，如果電源電壓很大，那飽和時VCE就這麼一點點電壓而言那當然是微不足道的，所以，很多地方就將它約等於零了，但是並不能說它沒有電子收集能力。
信號的線性放大：這種情況下，C極電流與B極電流成線性比例關係IC=βIB（BE之間電壓要大於死區電壓，同時，VCE不趨於零），而且，C極電流比B極電流大很多，前面已經知道，C極電流的大小受BE電壓控制（人們為了分析問題方便，將這種控制關係說成是C極電流受B極電流控制，因為B極電流與Ube成比例）。實際上，馬路上到處跑的汽車就是一個放大器，它是把駕駛員操作信號給放大了，它也是線性放大，是能量的放大，而多餘的能量來自於燃燒的汽油。
模電這門課從三極體小信號模型開始的絕大多數內容都是講小信號放大問題，共射極、共集電極、共基極的4個電路是基本，其它的是由他們組合而成的，它們的電路組成、電路交直流分析、電路性能分析是關鍵。
其它的就是功率放大的問題、模擬集成運算放大器內部結構設計問題、運放的應用、如何減少非線性失真和放大穩定問題（負反饋）、正弦波產生（正反饋）等等。
模電從細節和總體上把握。
模電的學習：
從使用者的角度來看，其實，模電這門課並不難，學生往往被書中提到的所謂少子、多子、飄移、擴散等次要問題所迷惑，沒有抓住主要問題，有些問題是半導體材料本身存在缺陷導致的，人們為了克服這些缺陷而想出了各種解決辦法，所以，模電中有許多是人們想出的技巧和主意。從三極體三個電極連接的都是金屬的角度來看，金屬中只有自由電子的定向流動才有電流，金屬中哪有什麼空穴之類的東西，如果把人們的視線停留在三極體的內部，那一定使人們不容易理解，如果你跳出來看問題，你就會理解科學家當時為什麼要發明它，也會使你豁然開朗。但是，從設計者角度來看，需要考慮的問題就很多了，否則，你設計出來的器件性能就沒有人家設計的好，當然也就沒有市場了。如果誰能找到一種材料，而這種材料的性能比半導體特性還好，那麼他一定會被全世界所敬仰。所以，學習模電的時候，一定要用工程思維來考慮問題，比如，為什麼要發明它？它有什麼用途？它可以解決什麼問題？它有哪些不足？人們是如何改進的？等等。
再談可控開關：
三極體要工作在飽和或截止狀態，此時C和E之間相當於可控開關，B極加輸入信號，為了防止三極體損壞，B極要接限流電阻，餘下的問題就是，所控制的負載應接在C極還是E極？它的功率有多大？驅動電壓多大？電流多大？你選的三極體能否勝任？不勝任怎麼辦？改用什麼器件？低壓和高壓如何隔離？等等。
再談信號的線性放大：
這種情況下，C極電流是B極電流的β倍，以三極體放大電路為例：
（1）直流工作點問題，為什麼要有直流工作點？什麼原因引起工作點不穩定？採取什麼措施穩定直流工作點？
為什麼要有直流工作點？是因為PN結只有外加0.5V以上電壓時才有電流通過（硅材料），而我們要放大的微弱的交變信號幅度很小，將這個信號直接加到三極體的基極和射極之間，基極是沒有電流的，當然，集電極也不可能有電流。所以，我們在基極加上直流後， 以NPN管子為例，共射、共基、共集電極三個電路的直流都是一個方向。無論三極體電路的哪種接法，它們的直流電流方向都是一樣的，輸入（發射結）加入微弱交流小信號後，只能使這些輸出迴路電流發生擾動，總體上不能改變這些電流的方向，但是，這個輸出迴路電流中有被輸入交流信號影響的擾動信號，我們要的就是這個擾動的信號（輸出交流信號），這個擾動的信號比輸入信號大，這就是放大，也可以說，放大其實是輸出迴路電流受輸入信號的控制。
如果直流工作點設置合理時，那個擾動信號就與輸入交流小信號成比例關係，而且又比輸入信號大，我們要的就是這個效果。
（2）交流信號放大問題，共射極、共集電極、共基極電路的作用、優點和缺點是什麼？如何克服電路的非線性？為什麼共射--共基電路能擴展頻帶？為什麼共集電極放大電路要放在多級放大電路的最後一級？多級放大電路的輸入級有什麼要求？人們在集成電路中設計電流源的目的是什麼？它的作用是什麼？如何克服直接耦合帶來的零點漂移？為什麼要設計成深負反饋？其優點和問題是什麼？深負反饋自激的原因是什麼？什麼是電路的結構性相移？什麼是電路的附加相移？什麼情況下電路輸出信號與輸入信號之間出現附加相移？等等。
（3）集成運算放大器，為了克服半導體器件的非線性問題（不同幅度信號的放大倍數不一樣），人們有意製成了高增益的集成運算放大器，外接兩個電阻就構成了同相或反向比例放大電路，這時整個電路的電壓放大倍數就近似與半導體特性無關了（深負反饋條件下），放大倍數只與外接的兩個電阻有關，而電阻材料的溫度特性比半導體材料好，同時線性特性也改善了。在計算的時候注意運用「虛短」和「虛斷」就行了，模電學到這裡那就太簡單了，所以，如果不考慮成本時誰還會用三極體分立元件組成的放大電路，還得調直流工作點。集成運算放大器的其它應用還很多，如有源濾波器、信號產生電路等。
負反饋自激振蕩與正弦波產生電路的區別
負反饋自激振蕩是由於某個未知頻率信號在反饋環路中產生了額外的180度的附加相移，負反饋電路對這個頻率信號來講就變成了正反饋，同時，對這個頻率信號的環路增益又大於1，這種情況下，負反饋電路就自激了（對其它頻率信號，此電路還是負反饋）。而正弦波振蕩電路是人們有意引入的正反饋，可以說對無數個頻率信號都是正反饋，既然這樣，環路中就不用有附加相移了，但是，這樣的信號太多了，所以，人們需要在反饋環路中設計一個選頻電路來選擇某一個頻率信號，當然，對被選取的信號來講，這個選頻電路就不需要有額外相移了。
以上大致總結了以上一些問題，僅供參考。
謝邀。個人觀點，說模電是「玄學」「藝術」的，統統是故弄玄虛的扯淡。更有甚者，還有人說信號完整性分析是black magic 呢。
模電首先是一門工程學科，凡是工程沒有不需要在各種指標之間做tradeoff的，模電也只是要權衡的相對多一點，又沒啥固定的標準罷了。但是，所有指標之間的關係，都完全可以靠理性分析得來，也能被實踐驗證的。這中間沒有任何不能被說清的玄妙之處，只是每個人的判斷各有不同而已。
在工藝模型不準確，半導體工藝不穩定，模擬器不發達的時代，模擬工程師們靠經驗與直覺解決了不少問題，也許還有點玄學的味道，但那是因為很多東西還沒搞清楚。現在如果做design review，如果有人說這個我沒想的很明白也沒模擬，但覺得這樣就是對的，不被打死才怪！
有句老話，硬體工程師越老越吃香。 雖說現在業界很多老硬體工程師覺得硬體是夕陽產業了，但其中的道理還是在的。
先從大的方面說，為什麼硬體工程師還有一定的市場，原因就在於硬體這個行業里直到現在都還是是有相當程度上的「經驗主義」的，裝13說法就是有些東西「只可意會不可言傳」，設計憑著以往調試的經驗，調得多了，bug見多了，之後設計就能規避一些問題。實際上，站在非大牛的角度上，調試有些後端（也有前端）的東西能夠一眼知其然然後有針對地design和debug就很不錯了，至於知其所以然。。。那需要的業務知識就非常多了，沒有多年的浸淫是不行的。設計是一方面，工藝是一方面，EDA也是一方面，如果不是從根上了解的話，有時候就得跟著感覺走。然而。。。一個人並不是啥都懂的，專業大牛也不是精通本專業任何一部分的，只不過大牛的眼光非常毒辣，往往能夠站在自身知識水平的基礎上透過現象看到本質（ps：不少大牛敏於行而訥於言，所以看起來像玄學，2333333）。
其實Analog和Digital基本上就是兩個東西，一個是信號一個是邏輯。國內分模擬電子技術數字電子技術，Analog閹割，所以看起來並不慘烈，連拿出來黑一下的動力都沒有，Digital則講些無聊的東西（某些學校例外），所以看起來更簡單。。。皆並卵（吐個槽，不喜勿噴）。個人認為Analog沒天分的話學起來略坑，挺慶幸當時選課沒選上Analog的課，中位數二三十分在當時略震撼。上課方式有全推公式的，也有全帶著分析電路的，考試的時候拿一篇新發的頂級期刊里的電路來讓分析，一般學生挺難hold住的，所以就更需要見多識廣了。要說Analog全通了。。。請受在下一拜，不，十拜。
總結一下吧！主要模擬電子電路書本裡面的原理知識和模型無法完全描述實際模擬電路設計中的每一個細節問題。。。
因為實際電路設計的時候，
1.器件誤差，
2.器件的溫漂，
3.EMC布線問題，
4.ic晶元的缺陷，
5.溝道效應等
各種模擬電子電路書本基本模型以外的因素影響了實際模擬電路性能，不可控的因素太多.
因而導致書本原理和模型對實際電路設計的參考意義變小了，不像編程一樣，因為所以邏輯關係鏈是一步一步連續的。。。。。
因為各種講不清的因素影響了實際模擬電路設計，所以有種玄學感。。。
可以這也是對真正認真學好了模擬電路的人來說，才理解到玄學的意思，不能隨便跟著起鬨哈！
我也曾經以為模電是玄學。。。
直到我自己（花了接近半年）成功的Debug了我（認為不Work）的 ADC。。。
所以還是
1. 少上知乎多刷題
2. 少上知乎多流片
3. 少上知乎多測試
玄個鬼，書不認真讀，找什麼借口。
模電入門難，但是一旦入門就相對好學習。數電才是真正的Bug。數電入門簡單，可學得越多，越覺得瘋狂。
你們這些不努力的，再說模電是玄學，在這故弄玄虛，過兩年Google就讓alpha go設計模電來給你們教做人！讓你們統統下崗！找不到工作！
模電多好理解，同學期學的電磁場與波才是玄學好嗎！好嗎！
可能是沒學過電動力學吧
模電和數電不一樣，數電希望得到0、1結果，因而控制晶體管工作在截止或導通就行了。模電則需要控制晶體管精確工作在一個直流工作點，這點靠單純計算很難控制，再加上計算的結果往往是簡單的模型，和模擬工作點會很不一致。
就說個事
我們學校搞analog的小哥剛流片完，各種不work,debug 也不成功。目測去年一年全都白乾了，明年從頭想idea
simulation挺好的，前面完全沒問題
搞不出來就畢不了業
據說可能是被parasite inductance給黑了
你感受下，自己做個oscillator, 不用晶振，試試看
真心坑模電實驗才是!
大家都在說原理，調試，這些設計層面的東西，感覺一個模擬電路最玄的地方還是它的用途到底在哪裡。。。
唔，在校學生，引我們超級棒的老師的一句話：「這門課很難學的地方就是，如果我給你一個電路，哪怕是一個再簡單的電路，比如說只有一個放大器加一個反饋，你要看清楚這個東西是做什麼用的都非常困難。上次我問**（一個教授）你會模電嗎，他說會，真的會嗎，他說真的會，我都搞了這麼多年研究了。結果老師就給了他一個放大器加一個反饋的電路，他看了半小時沒看出來有什麼用。。。。。（真是當場打臉）（當然也是模電老師特意做出來的比較複雜的東西，雖然確實是一個放大器加一個反饋）」
剛剛聽完場效應管。整節課腦中不斷浮現「玄學」二字，打開知乎隨手一搜便看到了這個問題。
大概就是固體中PN結的扭動太過奇怪，好像是在強行解釋外特性數電是完美世界，模電是現實世界。
因為有時候模電理論和實際測量差別很大。。。。
倒不是理論錯，模電的理論完美得很。只是實際使用的參數太多，簡化的計算根本算不過來。還不如不算，直接調就好了。建模不精確
寄生參數無法全面建模
調試困難
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突然想到alphago，以前都說圍棋大局感是玄學，其實那只是計算力不夠我即使考完拿了86分，我也不知道我學的是啥，還好考研專業課不是這一門，不然我真的會瘋掉。
我專業課是《信號與系統》還有《數字邏輯電路》，這兩門好多了，學著都覺得有意思。
一句話，功力不夠。
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