الترانزستور المتواضع هو جزء مهم للغاية من أجهزة الكمبيوتر وكيفية عملها. في الواقع ، لدى كل كمبيوتر حرفيًا مليارات الترانزستورات - معالج Intel Core من الجيل الرابع لديه 1.7 مليار الترانزستورات الضخمة - على المعالج فقط. ولكن كيف تعمل تلك الترانزستورات؟ بشكل ممتع بما فيه الكفاية ، يمكنك بناء جهاز كمبيوتر بنفسك وما زلت لا تفهم كيف تعمل الترانزستورات.
بالطبع ، لهذا السبب قمنا بتجميع هذا الدليل.
إحدى الطرق السهلة للتفكير في الترانزستورات هي أنها تعمل على معالج ما هي الخلايا العصبية في دماغنا - مفاتيح صغيرة صغيرة تسمح للبشر بالتفكير وتذكر الأحداث. يتكون الترانزستور من السيليكون ، وهو عنصر كيميائي موجود في الرمال ، وقد اخترع منذ أكثر من 50 عامًا.
أساسيات
بول داوني | فليكر: http://bit.ly/2iYqIHw
أساسيات كيفية عمل الترانزستور هي في الواقع بسيطة جدا. في الغالبية العظمى من الحالات ، يقوم الترانزستور بأحد أمرين - إما أنه يعمل على تضخيم الإشارة ، أو أنه يعمل بمثابة مفتاح.
عندما يعمل الترانزستور مثل مكبر للصوت ، فإنه يأخذ في الأساس تيار كهربائي صغير ، ويعزز هذا التيار ليكون أكبر بكثير. هذه وظيفة مهمة للغاية ، لا سيما في عالم الصوت - بدون مكبرات إشارة ، لن تتمكن من سماع الإشارة التي التقطتها الميكروفونات ، على سبيل المثال.
كما ذكرنا ، فإن الترانزستورات تعمل أيضًا كمفاتيح - أي أنها تأخذ في تيار كهربائي صغير ، وهذا التيار يسبب إخراج تيار أكبر آخر. هذا هو نوع الترانزستور الأكثر شيوعًا في أجهزة الكمبيوتر - نظرًا لأن الترانزستورات يمكن أن توجد في واحدة من حالتين ، يمكن تشغيلها أو إيقافها بشكل منفرد ، وعلى هذا النحو يمكن أن تعمل إما على 1 أو 0. مع وجود مليارات من الترانزستورات على المعالج ، تلك 1 و 0 تضيف ما يصل إلى كميات أكبر من البيانات. لهذا السبب يمكن لأجهزة الكمبيوتر الأحدث معالجة المزيد من البيانات في وقت واحد - لأن الترانزستورات تصبح أصغر وأصغر ، لذلك يمكن تركيب المزيد منها على شريحة.
السيليكون والسندويشات
ترانزستورات ، كما ذكرنا ، مصنوعة من السيليكون ، الذي لا يوصل الكهرباء بشكل طبيعي. ومع ذلك ، إذا تعاملنا مع السيليكون بعناصر كيميائية مثل الزرنيخ أو الفسفور ، فإن السيليكون يحتوي على عدد قليل من الإلكترونيات الإضافية ، مما يعني أنه يمكن بسهولة حمل تيار كهربائي. بسبب حقيقة أن الإلكترونات لها شحنة سالبة ، يطلق على السيليكون مع هذا العلاج n-type.
إذا كنت تتعامل مع السيليكون بعناصر أخرى ، مثل البورون ، فإن الإلكترونات القريبة ستتدفق إليها بدلاً من الابتعاد عنها - وهذا ما يسمى بالنوع p.
يتم الجمع بين هذين النوعين من السيليكون في طبقات ، مما يسمح بشكل أساسي لأنواع مختلفة من المكونات الكهربائية للعمل. على سبيل المثال ، إذا كانت الطبقات n-type و p-type ذات طبقات ، فإن الإلكترونات ستتدفق في جانب واحد ، وتخرج من الجانب الآخر. وهذا ما يسمى الصمام الثنائي.
بالطبع ، يمكنك بعد ذلك اختيار استخدام ثلاث طبقات بدلاً من طبقتين فقط - صنع شطائر السيليكون بشكل أساسي. استنادًا إلى كيفية طبقات السيليكون ، يمكننا إما إنشاء شيء من شأنه تضخيم تيار أو إنشاء مفتاح. هل هذه الكلمات تبدو مألوفة - نعم ، تلك الشطائر السيليكونية هي الترانزستورات.
إغلاق
يمكن استخدام الترانزستورات في مجموعة واسعة من التطبيقات ، وهي لبنة أساسية للنهوض بالتكنولوجيا. سيصبحون أصغر وأصغر أيضًا - لذا ستزداد قوة المعالجات.
