De bescheiden transistor is een uiterst belangrijk onderdeel van computers en hoe ze werken. In feite heeft elke computer letterlijk miljarden transistors - een vierde generatie Intel Core-processor heeft maar liefst 1, 7 miljard transistors - op alleen de processor. Maar hoe werken die transistors? Grappig genoeg kun je zelf een computer bouwen en nog steeds niet begrijpen hoe transistors werken.
Daarom hebben we deze gids natuurlijk samengesteld.
Een gemakkelijke manier om over transistors na te denken is dat zij voor een processor zijn wat neuronen voor onze hersenen zijn - kleine minuscule schakelaars waarmee mensen gebeurtenissen kunnen denken en onthouden. De transistor is gemaakt van silicium, een chemisch element dat in zand wordt aangetroffen, en het werd meer dan 50 jaar geleden uitgevonden.
De basis
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
De basis van hoe een transistor werkt is eigenlijk vrij eenvoudig. In de overgrote meerderheid van de gevallen doet een transistor een van twee dingen - het werkt ofwel om een signaal te versterken, of het fungeert als een schakelaar.
Wanneer een transistor werkt als een versterker, neemt hij in feite een kleine elektrische stroom op en verhoogt die stroom een stuk groter. Dat is een vrij belangrijke functie, vooral in de audiowereld - zonder signaalversterkers zou je bijvoorbeeld het signaal niet kunnen horen dat wordt opgevangen door microfoons.
Zoals gezegd, werken transistors echter ook als schakelaars - dat wil zeggen, ze nemen een kleine elektrische stroom op en die stroom zorgt ervoor dat een andere, grotere stroom wordt uitgevoerd. Dit is het soort transistor dat het meest wordt aangetroffen in computers - aangezien transistors in een van twee toestanden kunnen bestaan, kunnen ze afzonderlijk worden in- of uitgeschakeld en als zodanig kunnen functioneren als een 1 of een 0. Met miljarden transistors op een processor, die 1'en en 0'en tellen op tot grotere hoeveelheden gegevens. Daarom kunnen nieuwere computers meer gegevens tegelijk verwerken - omdat transistors steeds kleiner worden, zodat er meer op een chip passen.
Silicium en broodjes
Transistors, zoals vermeld, zijn gemaakt van silicium, dat van nature geen elektriciteit geleidt. Als we echter silicium manipuleren met chemische elementen zoals arseen of fosfor, heeft het silicium een paar extra elektronica, wat betekent dat het veel gemakkelijker een elektrische stroom kan voeren. Vanwege het feit dat elektronen een negatieve lading hebben, wordt silicium bij deze behandeling n-type genoemd.
Als je silicium behandelt met andere elementen, zoals boor, zullen elektronen in de buurt erin stromen in plaats van er vanaf - dat wordt het p-type genoemd.
Deze twee soorten silicium worden in lagen gecombineerd, waardoor in wezen verschillende soorten elektrische componenten kunnen werken. Als een n-type en een p-type bijvoorbeeld gelaagd zijn, zullen elektronen aan de ene kant en aan de andere kant stromen. Dat wordt een diode genoemd.
Natuurlijk kunt u er dan voor kiezen om drie lagen te gebruiken in plaats van slechts twee - in wezen siliconensandwiches maken. Afhankelijk van hoe dat silicium is gelaagd, kunnen we iets maken dat een stroom versterkt of een schakelaar maken. Klinken die woorden bekend - ja, die siliconen sandwiches zijn transistors.
Sluitend
Transistors kunnen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen en vormen een bouwsteen voor de vooruitgang van technologie. Ze worden ook steeds kleiner - dus processors worden steeds krachtiger.
