Το ταπεινό τρανζίστορ είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό κομμάτι των υπολογιστών και πώς λειτουργούν. Στην πραγματικότητα, κάθε υπολογιστής έχει κυριολεκτικά δισεκατομμύρια τρανζίστορ - ένας επεξεργαστής Intel Core Core 4ης γενιάς διαθέτει τεράστια 1, 7 δισεκατομμύρια τρανζίστορ - μόνο στον επεξεργαστή. Αλλά πώς λειτουργούν αυτά τα τρανζίστορ; Θαυμάσια, θα μπορούσατε να οικοδομήσετε τον υπολογιστή σας και ακόμα να μην καταλάβετε πώς λειτουργούν τα τρανζίστορ.
Φυσικά, γι 'αυτό έχουμε συντάξει αυτόν τον οδηγό.
Ένας εύκολος τρόπος να σκεφτούμε τα τρανζίστορ είναι ότι είναι σε έναν επεξεργαστή ποιοι νευρώνες είναι στον εγκέφαλό μας - μικροσκοπικοί διακόπτες που επιτρέπουν στους ανθρώπους να σκέφτονται και να θυμούνται γεγονότα. Το τρανζίστορ είναι κατασκευασμένο από πυρίτιο, το οποίο είναι ένα χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην άμμο, και εφευρέθηκε πριν από 50 χρόνια.
Τα βασικά
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Τα βασικά στοιχεία για το πώς λειτουργεί ένα τρανζίστορ είναι πραγματικά πολύ απλά. Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, ένα τρανζίστορ κάνει ένα από τα δύο πράγματα - είτε λειτουργεί για να ενισχύσει ένα σήμα, είτε λειτουργεί ως διακόπτης.
Όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί σαν ενισχυτής, βασικά παίρνει ένα μικροσκοπικό ηλεκτρικό ρεύμα και ενισχύει το ρεύμα που είναι πολύ μεγαλύτερο. Αυτή είναι μια πολύ σημαντική λειτουργία, ειδικά στον κόσμο του ήχου - χωρίς ενισχυτές σήματος, δεν θα μπορούσατε να ακούσετε το σήμα που τραβούσαν τα μικρόφωνα, για παράδειγμα.
Όπως αναφέρθηκε, ωστόσο, τα τρανζίστορ λειτουργούν επίσης ως διακόπτες - δηλαδή παίρνουν ένα μικροσκοπικό ηλεκτρικό ρεύμα και το ρεύμα αυτό προκαλεί ένα άλλο, μεγαλύτερο ρεύμα. Αυτό είναι το είδος τρανζίστορ που συναντάται συνήθως στους υπολογιστές - επειδή τα τρανζίστορ μπορούν να υπάρχουν σε μία από τις δύο καταστάσεις, μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν μεμονωμένα και ως εκ τούτου μπορούν να λειτουργήσουν ως 1 ή 0. Με δισεκατομμύρια τρανζίστορ σε ένα επεξεργαστή, αυτά 1 και 0 προσθέτουν μέχρι μεγαλύτερα ποσά δεδομένων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι νεώτεροι υπολογιστές μπορούν να επεξεργάζονται περισσότερα δεδομένα κάθε φορά - επειδή τα τρανζίστορ γίνονται μικρότερα και μικρότερα, έτσι ώστε περισσότερα από αυτά να χωρούν σε ένα τσιπ.
Σιλικόνη και σάντουιτς
Τα τρανζίστορ, όπως αναφέρθηκε, είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο, το οποίο δεν εκτελεί φυσικά ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, εάν χειριζόμαστε το πυρίτιο με χημικά στοιχεία όπως το αρσενικό ή ο φώσφορος, το πυρίτιο έχει μερικά επιπλέον ηλεκτρονικά, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να φέρει πολύ πιο εύκολα ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Λόγω του γεγονότος ότι τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, το πυρίτιο με αυτή την επεξεργασία ονομάζεται n-τύπου.
Εάν επεξεργαστείτε το πυρίτιο με άλλα στοιχεία, όπως το βόριο, τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται κοντά θα ρέουν σε αυτό και όχι μακριά από αυτό - που λέγεται p-type.
Αυτοί οι δύο τύποι πυριτίου συνδυάζονται σε στρώματα, επιτρέποντας κατ 'ουσίαν να λειτουργούν διαφορετικά είδη ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Παραδείγματος χάριν, αν ένας τύπος n και ένας τύπος p είναι στρωματοποιημένοι, τα ηλεκτρόνια θα ρέουν στη μία πλευρά και έξω από την άλλη. Αυτό λέγεται δίοδος.
Φυσικά, μπορείτε στη συνέχεια να επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε τρία στρώματα αντί για δύο μόνο - ουσιαστικά καθιστώντας σάντουιτς σιλικόνης. Ανάλογα με το πώς αυτό το πυρίτιο είναι στρωμένο, μπορούμε είτε να δημιουργήσουμε κάτι που θα ενισχύσει ένα ρεύμα είτε θα δημιουργήσει ένα διακόπτη. Μήπως αυτές οι λέξεις ακούγονται οικεία - βέβαια, αυτά τα σάντουιτς πυριτίου είναι τρανζίστορ.
Κλείσιμο
Τα τρανζίστορ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και αποτελούν ένα δομικό στοιχείο για την πρόοδο της τεχνολογίας. Θα γίνουν επίσης μικρότερες και μικρότερες, έτσι ώστε οι επεξεργαστές θα γίνουν όλο και πιο ισχυροί.
