Den ydmyke transistoren er en ekstremt viktig del av datamaskiner og hvordan de fungerer. Faktisk har hver datamaskin bokstavelig talt milliarder av transistorer - en fjerde gen Intel Core-prosessor har hele 1, 7 milliarder transistorer - på bare prosessoren. Men hvordan fungerer disse transistorene? Morsomt nok kunne du bygge en datamaskin selv og fremdeles ikke forstå hvordan transistorer fungerer.
Det er selvfølgelig derfor vi har satt sammen denne guiden.
En enkel måte å tenke på transistorer er at de skal til en prosessor hva nevroner er for hjernen vår - små bittesmå brytere som lar mennesker tenke og huske hendelser. Transistoren er laget av silisium, som er et kjemisk element som finnes i sand, og den ble oppfunnet for over 50 år siden.
Det grunnleggende
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Grunnleggende om hvordan en transistor fungerer er faktisk ganske enkelt. I de aller fleste tilfeller gjør en transistor en av to ting - den fungerer enten for å forsterke et signal, eller den fungerer som en bryter.
Når en transistor fungerer som en forsterker, tar den i utgangspunktet inn en liten elektrisk strøm, og øker den strømmen til å være mye større. Det er en ganske viktig funksjon, spesielt i lydverdenen - uten signalforsterkere ville du for eksempel ikke kunne høre signalet plukket opp av mikrofoner.
Som nevnt fungerer transistorer imidlertid også som brytere - det vil si at de tar inn en liten elektrisk strøm, og at strømmen fører til at en annen, større strøm blir matet ut. Dette er den typen transistor som oftest finnes på datamaskiner - siden transistorer kan eksistere i en av to tilstander, kan de slås av eller på individuelt, og kan som sådan fungere som en 1 eller en 0. Med milliarder av transistorer på en prosessor, disse 1'ene og 0'ene legger opp til større datamengder. Derfor kan nyere datamaskiner behandle mer data om gangen - fordi transistorer blir mindre og mindre, slik at flere av dem kan få plass på en brikke.
Silisium og smørbrød
Transistorer er som nevnt produsert av silisium, som naturlig ikke leder strøm. Imidlertid, hvis vi manipulerer silisium med kjemiske elementer som arsen eller fosfor, har silisiumet noen få ekstra elektronikk, noe som betyr at det mye lettere kan føre en elektrisk strøm. På grunn av det faktum at elektronene har en negativ ladning, kalles silisium med denne behandlingen n-type.
Hvis du behandler silisium med andre elementer, for eksempel bor, vil elektroner i nærheten strømme inn i det snarere enn bort fra det - det kalles p-type.
Disse to typene silisium er kombinert i lag, slik at forskjellige typer elektriske komponenter fungerer. For eksempel, hvis en n-type og en p-type er lagdelte, vil elektroner strømme på den ene siden og ut på den andre. Det kalles en diode.
Selvfølgelig kan du velge å bruke tre lag i stedet for bare to - egentlig å lage silisiumsandwich. Avhengig av hvordan det silisium er lagdelt, kan vi enten lage noe som vil forsterke en strøm eller lage en bryter. Høres disse ordene kjent - ja, de silisiumsandwichene er transistorer.
Lukking
Transistorer kan brukes i et bredt spekter av applikasjoner, og er en byggestein for utvikling av teknologi. De kommer til å bli mindre og mindre også - slik at prosessorer vil bli mer og kraftigere.
