L'umile transistor è una parte estremamente importante dei computer e di come funzionano. In effetti, ogni computer ha letteralmente miliardi di transistor - un processore Intel Core di quarta generazione ha un enorme 1, 7 miliardi di transistor - solo sul processore. Ma come funzionano quei transistor? Stranamente, potresti costruire un computer da solo e ancora non capire come funzionano i transistor.
Naturalmente, ecco perché abbiamo messo insieme questa guida.
Un modo semplice di pensare ai transistor è che sono per un processore ciò che i neuroni sono per il nostro cervello - piccoli piccoli interruttori che consentono agli umani di pensare e ricordare gli eventi. Il transistor è realizzato in silicio, un elemento chimico presente nella sabbia, ed è stato inventato oltre 50 anni fa.
Le basi
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Le basi del funzionamento di un transistor sono in realtà piuttosto semplici. Nella stragrande maggioranza dei casi, un transistor fa una delle due cose: o funziona per amplificare un segnale, oppure funge da interruttore.
Quando un transistor funziona come un amplificatore, fondamentalmente assorbe una piccola corrente elettrica e aumenta quella corrente per essere molto più grande. Questa è una funzione abbastanza importante, specialmente nel mondo dell'audio - senza amplificatori di segnale, ad esempio, non potresti sentire il segnale captato dai microfoni.
Come accennato, tuttavia, i transistor funzionano anche come interruttori, ovvero assorbono una piccola corrente elettrica e quella corrente provoca l'uscita di un'altra corrente più grande. Questo è il tipo di transistor che si trova più comunemente nei computer - poiché i transistor possono esistere in uno dei due stati, possono essere attivati o disattivati singolarmente e come tali possono funzionare come 1 o 0. Con miliardi di transistor su un processore, questi 1 e 0 si sommano a grandi quantità di dati. Ecco perché i computer più recenti possono elaborare più dati alla volta, perché i transistor diventano sempre più piccoli, quindi molti di essi possono stare su un chip.
Silicio e tramezzini
I transistor, come detto, sono realizzati in silicio, che naturalmente non conduce elettricità. Tuttavia, se manipoliamo il silicio con elementi chimici come arsenico o fosforo, il silicio ha un po 'di elettronica in più, il che significa che può trasportare molto più facilmente una corrente elettrica. A causa del fatto che gli elettroni hanno una carica negativa, il silicio con questo trattamento è chiamato tipo n.
Se tratti il silicio con altri elementi, come il boro, gli elettroni vicini scorreranno al suo interno piuttosto che lontano da esso - questo si chiama p-type.
Questi due tipi di silicio sono combinati in strati, consentendo essenzialmente a diversi tipi di componenti elettrici di funzionare. Ad esempio, se un tipo n e un tipo p sono stratificati, gli elettroni scorreranno da una parte e dall'altra. Si chiama diodo.
Naturalmente, puoi quindi scegliere di utilizzare tre strati anziché solo due, essenzialmente per realizzare sandwich al silicio. A seconda di come viene stratificato il silicio, possiamo creare qualcosa che amplifichi una corrente o crei un interruttore. Queste parole suonano familiari, sì, quei sandwich al silicio sono transistor.
Chiusura
I transistor possono essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni e costituiscono un elemento fondamentale per il progresso della tecnologia. Diventeranno sempre più piccoli, quindi i processori diventeranno sempre più potenti.
