Was ist ein CPU-Transistor? (Mit Bildern)
Ein Transistor ist ein Halbleiterbauelement, das elektronische Signale schaltet und verstärkt. Es verfügt über mindestens drei Anschlüsse, die es mit einer elektronischen Schaltung verbinden. Der Transistor wurde in den frühen 1950er Jahren erfunden und ersetzte schnell Vakuumröhren in elektronischen Geräten. Diese Geräte sind heutzutage ein wesentlicher Bestandteil fast aller elektronischen Geräte, beispielsweise der Zentraleinheit (CPU) eines Computers. Ein CPU-Transistor ist typischerweise Teil einer integrierten Schaltung, kann jedoch auch einzeln erworben werden.
Die Anschlüsse in einem CPU-Transistor haben je nach Transistortyp bestimmte Bezeichnungen. Die Anschlüsse eines einfachen Bipolartransistors heißen Kollektor, Emitter und Basis. Der Strom oder die Spannung, die an die Basis angelegt wird, beeinflusst den Stromfluss vom Kollektor zum Emitter.
Die Spannung an der Basis des Transistors kann zum Ein- und Ausschalten des Stromflusses vom Kollektor zum Emitter verwendet werden. Diese Art von Transistor ist ein Schalter und eine übliche Art von CPU-Transistor, der als logisches Gatter bezeichnet wird. Ein Schalter lässt im Allgemeinen keinen Strom durch, es sei denn, die Spannung an der Basis liegt über einem Mindestschwellenwert. Die Spannung an der Basis wird von anderen Komponenten in der Schaltung gesteuert.
Ein CPU-Transistor kann auch ein Verstärker sein. Dieser Transistortyp verwendet die Spannung an der Basis, um die Menge des Stroms zu steuern, der durch den Verstärker fließt. Dies bedeutet, dass eine kleine Änderung der Spannung an der Basis eine große Spannungsdifferenz zwischen Kollektor und Emitter erzeugen kann.
Transistoren bieten erhebliche Vorteile gegenüber Vakuumröhren in Computern. Ein CPU-Transistor ist viel kleiner als seine Vakuumröhre, was die Miniaturisierung von Computern ermöglicht. Die Herstellung von Transistoren kann stärker automatisiert werden als die von Vakuumröhren, was bedeutet, dass Transistoren billiger sind als Vakuumröhren.
Das erste Patent für einen Transistor wurde 1925 von Julius Edgar Lilienfeld eingereicht, obwohl er ein solches Bauelement eigentlich nicht konstruierte. Herbert Matare entdeckte 1942 bei der Arbeit an einem Doppler-Radarsystem Halbleitereffekte. Dann wurde die Technologie weiterentwickelt, und 1947 entdeckten Walter Brattain und John Bardeen bei der Arbeit an den Bell Labs von AT & T, dass ein Germaniumkristall einen elektrischen Strom verstärken kann. Gordon Teal baute 1954 den ersten Siliziumtransistor für Texas Instruments, und der CPU-Transistor, ein MOS-Transistor (Metal Oxide Semiconductor), wurde 1960 erstmals bei Bell Labs gebaut.