Скромний транзистор - надзвичайно важлива частина комп’ютерів та те, як вони працюють. Насправді кожен комп'ютер має буквально мільярди транзисторів - процесор Intel Core четвертого покоління має величезні 1, 7 мільярда транзисторів - лише на процесор. Але як працюють ці транзистори? Як не дивно, ви могли самостійно скласти комп’ютер і досі не розуміти, як працюють транзистори.
Звичайно, саме тому ми склали цей посібник.
Найпростіший спосіб подумати про транзистори - це те, що вони переробляються процесором, якими є нейрони для нашого мозку - маленькі крихітні перемикачі, які дозволяють людині думати і згадувати події. Транзистор виготовлений з кремнію, який є хімічним елементом, знайденим у піску, і його винайшли понад 50 років тому.
Основи
Пол Дауні | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Основи роботи транзистора насправді досить прості. У переважній більшості випадків транзистор робить одну з двох речей - він або працює на посилення сигналу, або виконує функцію комутатора.
Коли транзистор працює як підсилювач, він, в основному, приймає невеликий електричний струм і підсилює цей струм набагато більшим. Це досить важлива функція, особливо в аудіосвіті - без підсилювачів сигналу ви б не могли почути сигнал, підхоплений мікрофонами, наприклад.
Як уже згадувалося, транзистори також працюють як комутатори - тобто вони беруть крихітний електричний струм, і цей струм викликає виведення іншого, більшого струму. Цей тип транзисторів найчастіше зустрічається в комп'ютерах - оскільки транзистори можуть існувати в одному з двох станів, їх можна включати або вимикати окремо і як такі можуть функціонувати як 1, так і 0. З мільярдами транзисторів на процесор, ті, що входять до 0 та 0, додають до більшої кількості даних. Ось чому новіші комп’ютери можуть обробляти більше даних одночасно - адже транзисторів стає все менше і менше, тому більше з них може вміститися на чіпі.
Кремній та бутерброди
Як було сказано, транзистори виготовлені з кремнію, який природним чином не проводить електрику. Однак якщо ми маніпулюємо кремнієм з такими хімічними елементами, як миш’як або фосфор, у кремнію є кілька зайвих електроніків, це означає, що він може набагато легше переносити електричний струм. Через те, що електрони мають негативний заряд, кремній при цій обробці називається n-типом.
Якщо ви обробляєте кремній з іншими елементами, такими як бор, то електрони поблизу будуть надходити в нього, а не віддалятися від нього - це називається p-тип.
Ці два типи кремнію поєднуються в шари, по суті дозволяючи працювати різним видам електричних компонентів. Наприклад, якщо n-тип і p-тип є шаруватими, електрони будуть витікати в одну сторону, а в іншу. Це називається діодом.
Звичайно, ви можете вирішити використовувати три шари замість лише двох - по суті робити силіконові бутерброди. Залежно від того, як цей кремній шарується, ми можемо або створити щось, що посилить струм, або створити комутатор. Чи звучать ці слова знайомими - так, ці кремнієві бутерброди є транзисторами.
Закриття
Транзистори можуть використовуватися в широкому діапазоні застосувань і є складовим елементом для просування технології. Вони також ставатимуть меншими та меншими - процесори будуть все більш потужнішими.
