Skromni tranzistor je izjemno pomemben del računalnikov in njihovo delovanje. Pravzaprav ima vsak računalnik dobesedno milijarde tranzistorjev - četrti gen Intel Core Core ima neverjetnih 1, 7 milijarde tranzistorjev - samo na procesorju. Toda kako delujejo ti tranzistorji? Smešno je, da bi lahko sami izdelali računalnik in še vedno ne razumete, kako delujejo tranzistorji.
Seveda smo zato pripravili ta vodič.
Enostaven način razmišljanja o tranzistorjih je, da so v procesorju to, kar so nevroni v naših možganih - majhna drobna stikala, ki človeku omogočajo misliti in se spomniti dogodkov. Tranzistor je izdelan iz silicija, ki je kemični element, ki ga najdemo v pesku, izumili pa so ga pred več kot 50 leti.
Osnove
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Osnove delovanja tranzistorja so pravzaprav precej preproste. V veliki večini primerov tranzistor naredi eno od dveh stvari - bodisi deluje na ojačanje signala, bodisi deluje kot stikalo.
Ko tranzistor deluje kot ojačevalnik, v bistvu sprejme majhen električni tok in poveča tok, da je veliko večji. To je precej pomembna funkcija, zlasti v svetu zvoka - brez ojačevalnikov signalov ne bi mogli slišati signala, na primer mikrofonov.
Kot smo že omenili, tranzistorji delujejo tudi kot stikala - to pomeni, da sprejmejo majhen električni tok in ta tok povzroči drug, večji tok. To je vrsta tranzistorjev, ki jih najpogosteje najdemo v računalnikih - ker tranzistorji lahko obstajajo v enem od dveh stanj, jih je mogoče vklopiti ali izklopiti posamično in kot taki lahko delujejo kot 1 ali 0. Z milijardami tranzistorjev na a procesor, tisti 1 in 0 dodajo k večjim količinam podatkov. Zato novejši računalniki lahko obdelujejo več podatkov hkrati - ker je tranzistorjev vse manj in manj, zato se jih več lahko prilega na čip.
Silicij in sendviči
Kot je bilo omenjeno, so tranzistorji izdelani iz silicija, ki v naravi ne vodi električne energije. Če pa s silicijem manipuliramo s kemičnimi elementi, kot sta arzen ali fosfor, ima silicij nekaj dodatne elektronike, kar pomeni, da lahko veliko lažje prenese električni tok. Zaradi dejstva, da imajo elektroni negativen naboj, se silicij s to obdelavo imenuje n-tip.
Če silikon obdelate z drugimi elementi, na primer z borom, se vanj pretakajo elektroni in ne od njega - to se imenuje p-tip.
Ti dve vrsti silicija sta kombinirani v plasteh, kar v bistvu omogoča, da delujejo različne vrste električnih komponent. Na primer, če sta n-vrsta in p-vrsta večplastna, bosta elektrona tekla na eno stran, v drugo pa zunaj. To se imenuje dioda.
Seveda se lahko nato odločite, da uporabite tri plasti namesto samo dveh - v bistvu naredite silikonske sendviče. Glede na to, kako je ta silicij plastni, lahko ustvarimo nekaj, kar bo ojačalo tok, ali ustvarilo stikalo. Se te besede slišijo znano - ja, ti silicijevi sendviči so tranzistorji.
Zapiranje
Tranzistorji se lahko uporabljajo v širokem območju uporabe in so gradnik napredka tehnologije. Vse manjši bodo tudi manjši - procesorji bodo vedno močnejši.
