Nuolankus tranzistorius yra nepaprastai svarbi kompiuterių dalis ir tai, kaip jie veikia. Tiesą sakant, kiekviename kompiuteryje tiesiogine prasme yra milijardai tranzistorių - ketvirtojo generolo „Intel Core“ procesorius turi 1, 7 milijardo tranzistorių. Bet kaip veikia tie tranzistoriai? Laimei, kad jūs patys galėtumėte susikurti kompiuterį ir vis dar nesuprasti, kaip veikia tranzistoriai.
Žinoma, todėl mes sukūrėme šį vadovą.
Paprastas būdas galvoti apie tranzistorius yra tai, kad jie procesoriui yra tokie, kokie yra mūsų smegenų neuronai - maži mažyčiai jungikliai, kurie žmonėms leidžia mąstyti ir prisiminti įvykius. Tranzistorius pagamintas iš silicio, kuris yra cheminis elementas, randamas smėlyje, jis buvo išrastas daugiau nei prieš 50 metų.
Pagrindai
Paulas Downey | „Flickr“: http://bit.ly/2iYqIHw
Tranzistoriaus veikimo pagrindai iš tikrųjų yra gana paprasti. Daugeliu atvejų tranzistorius daro vieną iš dviejų dalykų - jis arba sustiprina signalą, arba veikia kaip jungiklis.
Kai tranzistorius veikia kaip stiprintuvas, jis iš esmės įgauna mažą elektros srovę ir padidina šią srovę daug didesne. Tai gana svarbi funkcija, ypač garso pasaulyje - be signalo stiprintuvų negalėtumėte išgirsti, pavyzdžiui, mikrofonų skleidžiamo signalo.
Kaip minėta, tranzistoriai taip pat veikia kaip jungikliai - tai yra, jie įveda mažą elektros srovę, ir kad ši srovė sukelia kitą, didesnę srovę, išvestį. Tai tranzistorių rūšis, dažniausiai sutinkama kompiuteriuose - kadangi tranzistoriai gali egzistuoti vienoje iš dviejų būsenų, jie gali būti įjungiami arba išjungiami atskirai, todėl gali veikti kaip 1 arba 0. Kai milijardai tranzistorių yra procesorius, tie 1 ir 0 prideda didesnį duomenų kiekį. Štai kodėl naujesni kompiuteriai gali apdoroti daugiau duomenų vienu metu - nes tranzistoriai tampa vis mažesni, taigi daugiau iš jų gali tilpti į lustą.
Silicis ir sumuštiniai
Kaip minėta, tranzistoriai yra pagaminti iš silicio, kuris natūraliai nepraleidžia elektros energijos. Tačiau jei mes siliciu manipuliuojame cheminiais elementais, tokiais kaip arsenas ar fosforas, silicis turi keletą papildomų elektronikos elementų, tai reiškia, kad jis daug lengviau gali pernešti elektros srovę. Dėl to, kad elektronai turi neigiamą krūvį, silicis tokiu apdorojimu vadinamas n-tipu.
Jei silicį apdorosite kitais elementais, tokiais kaip boru, netoliese esantys elektronai į jį pateks, o ne toliau - tai vadinama p-veidu.
Šie du silicio tipai yra sujungti sluoksniais, iš esmės leidžiant veikti įvairių rūšių elektriniams komponentams. Pvz., Jei n ir p tipo yra sluoksniuotos, elektronai tekės vienoje, o kitoje. Tai vadinama diodu.
Žinoma, tada galite pasirinkti naudoti tris sluoksnius, o ne tik du - iš esmės gamindami silikoninius sumuštinius. Priklausomai nuo to, kaip tas silicis yra sluoksniuotas, mes galime sukurti tai, kas sustiprins srovę, arba sukurti jungiklį. Ar tie žodžiai skamba pažįstamai - yep, tie silicio sumuštiniai yra tranzistoriai.
Uždarymas
Tranzistoriai gali būti naudojami įvairiausioms reikmėms ir yra technologijos pažangos pagrindas. Jie taip pat taps mažesni ir mažesni - taigi procesoriai taps vis galingesni.
