Den ödmjuka transistorn är en extremt viktig del av datorer och hur de fungerar. Faktum är att varje dator bokstavligen har miljarder transistorer - en fjärde-gen Intel Core-processor har en mängd 1, 7 miljarder transistorer - bara på processorn. Men hur fungerar dessa transistorer? Så roligt kan du bygga en dator själv och fortfarande inte förstå hur transistorer fungerar.
Naturligtvis är det därför vi har satt ihop denna guide.
Ett enkelt sätt att tänka på transistorer är att de är till en processor vad neuroner är för vår hjärna - små små omkopplare som gör att människor kan tänka och komma ihåg händelser. Transistorn är tillverkad av kisel, som är ett kemiskt element som finns i sand, och den uppfanns för över 50 år sedan.
Det grundläggande
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Grunderna för hur en transistor fungerar är faktiskt ganska enkelt. I de allra flesta fall gör en transistor en av två saker - den fungerar antingen för att förstärka en signal, eller så fungerar den som en switch.
När en transistor fungerar som en förstärkare tar den i princip en liten elektrisk ström och ökar den strömmen till att bli mycket större. Det är en ganska viktig funktion, särskilt i ljudvärlden - utan signalförstärkare skulle du till exempel inte kunna höra den signal som tas upp av mikrofoner.
Som nämnts fungerar emellertid transistorer också som omkopplare - det vill säga de tar in en liten elektrisk ström, och den strömmen gör att en annan, större ström matas ut. Detta är den typ av transistor som oftast finns i datorer - eftersom transistorer kan existera i en av två tillstånd kan de slås på eller av individuellt, och kan som sådan fungera som antingen en 1 eller en 0. Med miljarder transistorer på en processor, dessa 1 och 0 lägger till större mängder data. Det är därför nyare datorer kan behandla mer data åt gången - eftersom transistorer blir mindre och mindre, så fler av dem kan passa på ett chip.
Kisel och smörgåsar
Transistorer är, som nämnts, tillverkade av kisel, som naturligtvis inte leder elektricitet. Men om vi manipulerar kisel med kemiska element som arsenik eller fosfor, har kislet några extra elektronik, vilket innebär att det mycket lättare kan bära en elektrisk ström. På grund av det faktum att elektroner har en negativ laddning kallas kisel med denna behandling n-typ.
Om du behandlar kisel med andra element, som bor, kommer elektroner i närheten att strömma in i det snarare än bort från det - det kallas p-typ.
Dessa två typer av kisel kombineras i lager, vilket i princip tillåter olika typer av elektriska komponenter att fungera. Till exempel, om en n-typ och en p-typ är skiktade, strömmar elektroner på ena sidan och ut på den andra. Det kallas en diod.
Naturligtvis kan du sedan välja att använda tre lager istället för bara två - i huvudsak att tillverka kiselsmörgåsar. Beroende på hur detta kisel är i lager kan vi antingen skapa något som förstärker en ström eller skapar en switch. Låter dessa ord bekanta - ja, de kiselsmörgåsarna är transistorer.
Stängning
Transistorer kan användas i ett brett spektrum av applikationer och är en byggsten för teknikens utveckling. De kommer också att bli mindre och mindre - så processorerna blir mer och mer kraftfulla.
