Các bóng bán dẫn khiêm tốn là một phần cực kỳ quan trọng của máy tính và cách chúng hoạt động. Trên thực tế, mỗi máy tính đều có hàng tỷ bóng bán dẫn - bộ xử lý Intel Core thế hệ thứ tư có 1, 7 tỷ bóng bán dẫn - chỉ trên bộ xử lý. Nhưng làm thế nào để những bóng bán dẫn làm việc? Thật thú vị, bạn có thể tự mình xây dựng một máy tính mà vẫn không hiểu làm thế nào các bóng bán dẫn hoạt động.
Tất nhiên, đó là lý do tại sao chúng tôi tập hợp hướng dẫn này.
Một cách dễ dàng để suy nghĩ về bóng bán dẫn là chúng là một bộ xử lý những tế bào thần kinh đối với não của chúng ta - những công tắc nhỏ bé cho phép con người suy nghĩ và ghi nhớ các sự kiện. Transitor được làm từ silicon, một nguyên tố hóa học được tìm thấy trong cát, và nó đã được phát minh ra cách đây hơn 50 năm.
Những thứ cơ bản
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
Những điều cơ bản về cách thức hoạt động của một bóng bán dẫn thực sự khá đơn giản. Trong phần lớn các trường hợp, một bóng bán dẫn thực hiện một trong hai điều - nó có thể hoạt động để khuếch đại tín hiệu hoặc hoạt động như một công tắc.
Khi một bóng bán dẫn hoạt động giống như một bộ khuếch đại, về cơ bản nó sẽ có một dòng điện nhỏ và tăng cường dòng điện đó lớn hơn rất nhiều. Đó là một chức năng khá quan trọng, đặc biệt là trong thế giới âm thanh - không có bộ khuếch đại tín hiệu, chẳng hạn, bạn sẽ không thể nghe thấy tín hiệu được thu từ micrô.
Tuy nhiên, như đã đề cập, các bóng bán dẫn cũng hoạt động như các công tắc - nghĩa là, chúng có một dòng điện nhỏ, và dòng điện đó làm cho dòng điện khác, lớn hơn, bị xuất ra. Đây là loại bóng bán dẫn thường thấy nhất trong máy tính - vì các bóng bán dẫn có thể tồn tại ở một trong hai trạng thái, chúng có thể được bật hoặc tắt riêng lẻ và như vậy có thể hoạt động như 1 hoặc 0. Với hàng tỷ bóng bán dẫn trên một bộ xử lý, những 1 và 0 đó cộng với lượng dữ liệu lớn hơn. Đó là lý do tại sao các máy tính mới hơn có thể xử lý nhiều dữ liệu hơn cùng một lúc - bởi vì các bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn, vì vậy nhiều trong số chúng có thể vừa với chip.
Silicon và bánh sandwich
Các bóng bán dẫn, như đã đề cập, được làm từ silicon, không tự nhiên dẫn điện. Tuy nhiên, nếu chúng ta điều khiển silicon bằng các nguyên tố hóa học như asen hoặc phốt pho, thì silicon có thêm một vài thiết bị điện tử, nghĩa là nó có thể dễ dàng mang theo dòng điện hơn nhiều. Do thực tế là các electron có điện tích âm, silicon với cách xử lý này được gọi là loại n.
Nếu bạn xử lý silicon bằng các nguyên tố khác, chẳng hạn như boron, các electron gần đó sẽ chảy vào nó chứ không phải cách xa nó - đó gọi là loại p.
Hai loại silicon này được kết hợp trong các lớp, về cơ bản cho phép các loại thành phần điện khác nhau hoạt động. Ví dụ, nếu loại n và loại p được xếp lớp, các electron sẽ chảy theo một bên và ra bên kia. Đó gọi là một diode.
Tất nhiên, sau đó bạn có thể chọn sử dụng ba lớp thay vì chỉ hai lớp - về cơ bản là làm bánh sandwich silicon. Tùy thuộc vào cách thức lớp silicon đó, chúng ta có thể tạo ra thứ gì đó sẽ khuếch đại dòng điện hoặc tạo ra một công tắc. Làm những từ đó nghe có vẻ quen thuộc - vâng, những chiếc bánh sandwich silicon là bóng bán dẫn.
Đóng cửa
Các bóng bán dẫn có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng và là một khối xây dựng cho sự tiến bộ của công nghệ. Chúng cũng sẽ ngày càng nhỏ hơn - vì vậy các bộ xử lý sẽ ngày càng mạnh hơn.
