Pazemīgais tranzistors ir ārkārtīgi svarīga datoru sastāvdaļa un to darbība. Faktiski katram datoram ir burtiski miljardi tranzistoru - ceturtā paaudzes Intel Core procesoram ir milzīgi 1, 7 miljardi tranzistoru - tikai procesoram. Bet kā darbojas šie tranzistori? Jautri, ka jūs pats varētu izveidot datoru un joprojām nesaprast, kā darbojas tranzistori.
Protams, tieši tāpēc mēs esam izveidojuši šo rokasgrāmatu.
Vienkāršs veids, kā domāt par tranzistoriem, ir tas, ka tie procesoram ir tie, kas mūsu smadzenēm ir neironi - mazi sīki slēdži, kas ļauj cilvēkiem domāt un atcerēties notikumus. Tranzistors ir izgatavots no silīcija, kas ir ķīmisks elements, kas atrodams smiltīs, un tas tika izgudrots pirms vairāk nekā 50 gadiem.
Pamati
Pols Daunijs | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Tranzistora darbības pamati patiesībā ir diezgan vienkārši. Lielākajā daļā gadījumu tranzistors veic vienu no divām lietām - tas vai nu darbojas, lai pastiprinātu signālu, vai arī darbojas kā slēdzis.
Kad tranzistors darbojas kā pastiprinātājs, tas pamatā uzņem nelielu elektrisko strāvu un palielina šo strāvu daudz lielāku. Tā ir diezgan svarīga funkcija, īpaši audio pasaulē - bez signāla pastiprinātājiem jūs, piemēram, nevarētu dzirdēt signālu, ko uztver mikrofoni.
Kā jau minēts, tranzistori darbojas arī kā slēdži - tas ir, tie ievada niecīgu elektrisko strāvu, un šī strāva rada citas, lielākas strāvas, izvadi. Šis ir tranzistora veids, kas visbiežāk sastopams datoros - tā kā tranzistori var pastāvēt vienā no diviem stāvokļiem, tos var ieslēgt vai izslēgt atsevišķi, un tie var darboties kā 1, vai 0. Ar miljardiem tranzistoru uz procesors, šie 1 un 0 palielina datu apjomu. Tāpēc jaunāki datori vienlaikus var apstrādāt vairāk datu - jo tranzistori kļūst aizvien mazāki, tāpēc vairāk no tiem var ietilpt mikroshēmā.
Silīcijs un sviestmaizes
Tranzistori, kā minēts, ir izgatavoti no silīcija, kas dabiski nevada elektrību. Tomēr, ja mēs ar silīciju manipulējam ar ķīmiskiem elementiem, piemēram, arsēnu vai fosforu, silīcijam ir dažas papildu elektronikas, kas nozīmē, ka tas daudz vieglāk var pārvadāt elektrisko strāvu. Tā kā elektroniem ir negatīvs lādiņš, silīciju ar šo apstrādi sauc par n-veida.
Ja jūs apstrādājat silīciju ar citiem elementiem, piemēram, boru, tuvumā esošie elektroni ieplūdīs tajā, nevis prom no tā - to sauc par p-veidu.
Šie divi silīcija veidi ir apvienoti slāņos, būtībā ļaujot darboties dažāda veida elektriskajiem komponentiem. Piemēram, ja ir n-veida un p-veida slāņi, elektroni plūdīs vienā pusē, bet otrā - ārā. To sauc par diodi.
Protams, pēc tam jūs varat izvēlēties izmantot trīs slāņus, nevis tikai divus - būtībā gatavojot silīcija sviestmaizes. Atkarībā no tā, kā tiek pārklāts šis silīcijs, mēs varam izveidot kaut ko tādu, kas pastiprina strāvu, vai arī izveidot slēdzi. Vai šie vārdi izklausās pazīstami - jā, šīs silīcija sviestmaizes ir tranzistori.
Noslēgums
Tranzistorus var izmantot visdažādākajos pielietojumos, un tie ir pamats tehnikas attīstībai. Viņi arī kļūs mazāki un mazāki - tāpēc procesori kļūs arvien jaudīgāki.
