トランジスタとは何ですか？

謙虚なトランジスタは、コンピューターとその動作の非常に重要な部分です。実際、すべてのコンピューターには文字通り数十億個のトランジスターが搭載されており、第4世代のIntel Coreプロセッサーにはプロセッサーだけで17億個ものトランジスターが搭載されています。しかし、これらのトランジスタはどのように機能しますか？おもしろいことに、自分でコンピューターを構築しても、トランジスターがどのように機能するかを理解できません。

もちろん、それがこのガイドをまとめた理由です。

トランジスタについて考える簡単な方法は、ニューロンが脳にとって何であるかをプロセッサに伝えることです。これは、人間がイベントを考えて記憶できる小さな小さなスイッチです。トランジスタは、砂に含まれる化学元素であるシリコンで作られており、50年以上前に発明されました。

基礎

ポール・ダウニー| Flickr：http://bit.ly/2iYqIHw

トランジスタがどのように機能するかの基本は、実際には非常に簡単です。ほとんどの場合、トランジスタは次の2つのいずれかを実行します。信号を増幅するか、スイッチとして機能します。

トランジスタがアンプのように機能している場合、基本的に小さな電流を取り込み、その電流を大幅に大きくします。これは、特にオーディオの世界では非常に重要な機能です。たとえば、信号増幅器がなければ、マイクで拾った信号を聞くことはできません。

ただし、前述のように、トランジスタはスイッチとしても機能します。つまり、小さな電流を取り込み、その電流によって別の大きな電流が出力されます。これは、コンピューターで最も一般的に見られる種類のトランジスタです。トランジスタは2つの状態のいずれかで存在するため、個別にオンまたはオフにすることができ、1または0として機能できます。プロセッサ、それらの1と0は、より大量のデータになります。これが、新しいコンピューターが一度により多くのデータを処理できる理由です。トランジスタがますます小さくなり、より多くのデータがチップに収まるからです。

シリコンとサンドイッチ

前述のように、トランジスタはシリコンで作られており、シリコンは自然に電気を伝導しません。ただし、ヒ素やリンなどの化学元素でシリコンを操作する場合、シリコンにはいくつかの余分な電子機器があり、電流をはるかに簡単に運ぶことができます。電子は負の電荷を持っているため、この処理を施したシリコンはn型と呼ばれます。

シリコンをホウ素などの他の元素で処理すると、近くの電子がそこから離れるのではなく、そこに流れ込みます。これはp型と呼ばれます。

これら2種類のシリコンは層状に組み合わされており、本質的に異なる種類の電気部品が機能します。たとえば、n型とp型が層状になっている場合、電子は一方の側に流れ、もう一方の側から流れ出します。それはダイオードと呼ばれます。

もちろん、2つのレイヤーではなく3つのレイヤーを使用することもできます。これは、基本的にシリコンサンドイッチを作成することです。そのシリコンの積層方法に応じて、電流を増幅するものを作成するか、スイッチを作成できます。これらの言葉はおなじみのように聞こえますか？はい、それらのシリコンサンドイッチはトランジスタです。