Zamonaviy mikroprotsessorlar va ularni ishlatish tamoyillari

Lekin birinchi navbatda, diod bilan shug'ullanamiz.

Kremniy(aka Si - davriy jadvalda "silisiy") yarimo'tkazgichlar toifasiga kiradi, demak, u bir tomondan tokni dielektrikdan yaxshiroq o'tkazadi, boshqa tomondan uni metalldan ham yomonroq qiladi.

Xohlaymizmi yoki yo'qmi, protsessorlarning ishini va rivojlanish tarixini tushunish uchun biz bitta kremniy atomining tuzilishiga kirishga to'g'ri keladi. Qo'rqmang, biz buni qisqa va aniq qilib ko'rsatamiz.
Transistorning vazifasi - kuchsiz signalni qo'shimcha quvvat manbai orqali kuchaytirish.
Kremniy atomida to'rtta elektron bor, ular tufayli bog'lanishlar hosil bo'ladi (yoki aniqrog'i - kovalent aloqalar) bir xil uchta yaqin atomlar bilan, kristall panjara hosil qiladi. Elektronlarning aksariyati aloqada bo'lsa -da, ularning kichik qismi kristall panjara bo'ylab harakatlana oladi. Aynan elektronlarning qisman o'tishi tufayli kremniy yarimo'tkazgich deb tasniflangan.
Ammo elektronlarning bunday zaif harakati tranzistorni amalda ishlatishga imkon bermaydi, shuning uchun olimlar tranzistorlarning ishlashini oshirishga qaror qilishdi. qotishma yoki, sodda qilib aytganda, elektronlarning xarakterli joylashuvi bo'lgan elementlarning atomlari bilan silikon kristalli panjara qo'shilishi.
Shunday qilib, ular 5 valentli fosforli nopoklikni ishlata boshladilar, buning natijasida ular olindi n turdagi tranzistorlar... Qo'shimcha elektronning mavjudligi ularning harakatini tezlashtirishga, tok o'tkazuvchanligini oshirishga imkon berdi.
Transistorlar doping ishlatilganda p turi bor uchta elektronni o'z ichiga olgan katalizatorga aylandi. Bir elektron yo'qligi sababli, kristall panjarada teshiklar paydo bo'ladi (ular musbat zaryad rolini o'ynaydi), lekin elektronlar bu teshiklarni to'ldirishga qodir bo'lganligi sababli, kremniy o'tkazuvchanligi sezilarli darajada oshadi.
Aytaylik, biz kremniy gofretini oldik va uning bir qismini p-tipli, ikkinchisini n-tipli dopant bilan qo'shdik. Biz shunday oldik diod- tranzistorning asosiy elementi.

Endi n-qismda joylashgan elektronlar p-qismida joylashgan teshiklarga borishga moyil bo'ladi. Bu holda n tomonida ozgina manfiy zaryad, p tomonida esa musbat zaryad bo'ladi. Bu "tortishish" natijasida hosil bo'lgan elektr maydoni - to'siq, elektronlarning keyingi harakatlanishiga to'sqinlik qiladi.
Agar quvvat manbai diodga plastinkaning p tomoniga "-" va n tomoniga "+" tegadigan tarzda ulangan bo'lsa, teshiklar yopilganligi sababli oqim oqimi imkonsiz bo'ladi. quvvat manbaining salbiy kontaktiga, elektronlar esa - musbatga jalb qilinadi va birlashgan qatlamning kengayishi tufayli p va n tomon elektronlari orasidagi aloqa yo'qoladi.

Ammo agar siz quvvat manbasini etarlicha kuchlanish bilan ulasangiz, aksincha, ya'ni. "+" manbadan p tomonga va "-"-n tomonga n tomonga qo'yilgan elektronlar manfiy qutb tomonidan qaytariladi va p tomonga itarilib, teshiklarni egallaydi. p-mintaqa.

Ammo hozir elektronlar quvvat manbaining musbat qutbiga jalb qilinadi va ular p-teshiklari bo'ylab harakatlanishda davom etadilar. Bu hodisaga nom berildi oldinga yo'naltirilgan diod.