Как работает транзистор

Как работает транзистор

Транзисторы являются базовыми строительными блоками, из которых создаются все микросхемы. Транзистор может воспроизводить только двоичную информацию: «1», если ток проходит через него, и «О», если тока нет. Из этих единиц и нулей, называемых битами, компьютер может образовывать любое число, если у него хватает транзисторов, чтобы хранить требуемые единицы и нули.

Первые двоичные числа образуются достаточно просто:

Двоичное число - Десятичное число

0 - 00

1 - 01

2 - 10

3 - 11

4 - 100

5 - 101

6 - 110

7 - 111

8 - 1000

9 - 1001

10 - 1010

Персональные компьютеры на микропроцессорах Intel 8088 или 80286 являются 16-битовыми. Это означает, что они могут непосредственно работать с двоичными числами, имеющими до 16 позиций или бит. Им соответствует самое большое десятичное число 65536. Если некоторая операция требует большего числа, ПК должен сначала разбить это число на меньшие части, выполнить операцию над каждой из частей и затем объединить результаты. Более мощные компьютеры с процессорами Intel 80386 или 80486 являются 32-битовыми, т.е. они могут манипулировать двоичными числами до 32-битовой ширины — до эквивалентного в десятичной системе счисления числа 4294967296. Способность работать с 32-битовыми числами делает эти компьютеры намного более быстродействующими.

Транзисторы используются не только для того, чтобы записывать и обрабатывать числа. Легко приписать битам значения «истина» (1) или «ложь» (0), что позволяет компьютеру использовать Булеву алгебру. Комбинация транзисторов в определенной конфигурации образует логические вентили; вентили могут объединяться в блоки, называемые полусумматорами, а последние, в свою очередь, объединяются в сумматоры. Для создания полного сумматора, способного управлять математическими операциями над 16-битовыми числами, необходимо 260 транзисторов.

Небольшой электрический ток в транзисторе может управлять вторичным, более сильным током — точно так же нужно незначительное усилие, чтобы с помощью настенного выключателя залить светом всю комнату.