Pokorný tranzistor je mimoriadne dôležitou súčasťou počítačov a ich fungovania. V skutočnosti má každý počítač doslova miliardy tranzistorov - procesor Intel Core štvrtej generácie má neuveriteľných 1, 7 miliardy tranzistorov - iba procesor. Ako však tieto tranzistory fungujú? Je smutné, že si môžete sami zostaviť počítač a stále nechápete, ako tranzistory fungujú.
Z tohto dôvodu sme samozrejme zostavili tohto sprievodcu.
Ľahký spôsob, ako myslieť na tranzistory, je to, že sú pre procesora tým, čo sú neuróny pre náš mozog - malé drobné prepínače, ktoré umožňujú ľuďom myslieť a pamätať si na udalosti. Tranzistor je vyrobený z kremíka, ktorý je chemickým prvkom nachádzajúcim sa v piesku a bol vynájdený pred 50 rokmi.
Základy
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Základy fungovania tranzistora sú vlastne celkom jednoduché. Vo veľkej väčšine prípadov tranzistor robí jednu z dvoch vecí - buď zosilňuje signál, alebo funguje ako prepínač.
Ak tranzistor pracuje ako zosilňovač, v zásade prijíma malý elektrický prúd a zvyšuje tento prúd oveľa väčší. Je to veľmi dôležitá funkcia, najmä vo zvukovom svete - bez zosilňovačov signálu by ste napríklad nepočuli signál zachytený mikrofónmi.
Ako už bolo spomenuté, tranzistory fungujú aj ako prepínače - to znamená, že prijímajú malý elektrický prúd a tento prúd spôsobuje, že sa na výstup privádza ďalší väčší prúd. Toto je druh tranzistora, ktorý sa najčastejšie vyskytuje v počítačoch - keďže tranzistory môžu existovať v jednom z dvoch stavov, môžu sa zapnúť alebo vypnúť jednotlivo a ako také môžu fungovať ako 1 alebo 0. S miliardami tranzistorov na procesor 1 a 0 pridávajú väčšie množstvo údajov. To je dôvod, prečo novšie počítače dokážu spracovať viac údajov naraz - pretože tranzistory sa zmenšujú a zmenšujú, takže viac z nich sa zmestí na čip.
Kremík a sendviče
Tranzistory, ako už bolo uvedené, sú vyrobené z kremíka, ktorý prirodzene nevedie elektrinu. Ak však manipulujeme s kremíkom chemickými prvkami, ako je arzén alebo fosfor, má kremík niekoľko ďalších elektroník, čo znamená, že oveľa ľahšie dokáže prenášať elektrický prúd. Pretože elektróny majú záporný náboj, kremík sa pri tomto spracovaní nazýva n-typ.
Ak ošetrujete kremík s inými prvkami, ako je napríklad bór, do neho budú prúdiť elektróny v blízkosti, a nie od neho - to sa nazýva p-typ.
Tieto dva typy kremíka sú kombinované vo vrstvách, čo v podstate umožňuje fungovanie rôznych druhov elektrických komponentov. Napríklad, ak sú vrstvené n-typ a p-typ, elektróny budú prúdiť na jednej strane a von na druhú. Tomu sa hovorí dióda.
Samozrejme si môžete zvoliť použitie troch vrstiev namiesto dvoch - v podstate sa vyrábajú kremíkové sendviče. Podľa toho, ako je kremík navrstvený, môžeme vytvoriť niečo, čo zosilní prúd alebo vytvorí prepínač. Znie to dobre povedané týmito slovami - tieto kremíkové sendviče sú tranzistory.
záverečný
Tranzistory sa dajú použiť v širokom spektre aplikácií a sú stavebným kameňom rozvoja technológie. Budú sa zmenšovať a zmenšovať - procesory tak budú čoraz silnejšie.
