Nöyrä transistori on erittäin tärkeä osa tietokoneita ja niiden toimintaa. Itse asiassa jokaisessa tietokoneessa on kirjaimellisesti miljardeja transistoreita - neljännen sukupolven Intel Core -suorittimessa on mahtava 1, 7 miljardia transistoria - vain prosessorilla. Mutta miten nuo transistorit toimivat? Hauska kyllä, voit rakentaa tietokoneen itse etkä vieläkään ymmärrä kuinka transistorit toimivat.
Tietysti siksi olemmekin laatineet tämän oppaan.
Helppo tapa ajatella transistoreita on, että ne ovat prosessorille, mitä neuronit ovat aivomme - pieniä pieniä kytkimiä, joiden avulla ihmiset voivat ajatella ja muistaa tapahtumia. Transistori on tehty piistä, joka on hiekasta löytyvä kemiallinen elementti, ja se keksittiin yli 50 vuotta sitten.
Perusteet
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Transistorin toiminnan perusteet ovat oikeastaan melko yksinkertaisia. Suurimmassa osassa tapauksia transistori tekee yhden kahdesta asiasta - se joko vahvistaa signaalia tai toimii kytkimenä.
Kun transistori toimii kuin vahvistin, se ottaa periaatteessa pienen sähkövirran ja lisää sen olevan paljon suurempi. Se on melko tärkeä toiminto, etenkin äänimaailmassa - ilman signaalivahvistimia et voisi kuulla esimerkiksi mikrofonien poimia signaaleja.
Kuten mainittiin, transistorit toimivat kuitenkin myös kytkiminä - ts. Ne ottavat pienen sähkövirran ja että tämä virta aiheuttaa toisen, suuremman virran, ulostulon. Tämä on sellainen transistori, jota tietokoneissa yleisimmin löydetään - koska transistorit voivat olla yhdessä kahdessa tilassa, ne voidaan kytkeä päälle tai pois päältä erikseen ja voivat sellaisena toimia joko yhtenä tai yhtenä 0. Jos miljardeja transistoreita on prosessori, nämä 1 ja 0 lisäävät suurempia määriä dataa. Siksi uudemmat tietokoneet voivat käsitellä enemmän tietoja kerrallaan - koska transistorit pienenevät, joten useampi niistä mahtuu sirulle.
Pii ja voileivät
Transistorit, kuten mainittiin, on valmistettu piistä, joka ei luonnostaan johda sähköä. Kuitenkin, jos käsittelemme piitä kemiallisilla elementeillä, kuten arseenilla tai fosforilla, piillä on muutama ylimääräinen elektroniikka, mikä tarkoittaa, että se pystyy siirtämään sähkövirran paljon helpommin. Koska elektronilla on negatiivinen varaus, piitä tällä käsittelyllä kutsutaan n-tyyppiseksi.
Jos käsittelet piitä muilla elementeillä, kuten boorilla, lähellä olevat elektronit virtaavat siihen pikemminkin kuin poispäin - sitä kutsutaan p-tyypiksi.
Nämä kaksi piityyppiä yhdistetään kerroksittain, mikä mahdollistaa erityyppisten sähkökomponenttien toiminnan. Esimerkiksi, jos n-tyyppi ja p-tyyppi ovat kerrostettuja, elektronit virtaavat toisella puolella ja toisella puolella. Sitä kutsutaan diodiksi.
Tietysti voit sitten valita kolmen kerroksen käytön vain kahden sijasta - pääasiassa piileivien valmistamiseksi. Riippuen siitä, kuinka tämä pii on kerrostettu, voimme joko luoda jotain, joka vahvistaa virtaa tai luoda kytkimen. Kuulostaako sanoilta tutulta - jep, nämä piivoileivät ovat transistoreita.
Sulkeminen
Transistoreita voidaan käyttää monissa sovelluksissa ja ne ovat rakennuspalikka tekniikan kehitykselle. Niistä tulee myös pienempiä, joten prosessorit saavat entistä tehokkaampia.
