Memuat model
Perangkat ini tidak dapat menampilkan model 3D. Langkah-langkah panduan di bawah dapat dibaca sebagai teks.
1 / 8 Transistor yang dibelah dua Ini MOSFET kanal-n, dibelah di tengah dan digambar ratusan ribu kali lebih besar dari aslinya. Dua pulau biru silikon tipe-n, sumber dan cerat, tertanam dalam substrat tipe-p. Dengan 0 V di gerbang dan 2 V di cerat, amperemeter menunjukkan nol.
Seret untuk memutar. Gulir atau cubit untuk memperbesar.
Panduan Bagian Kontrol
01 Transistor yang dibelah dua Ini MOSFET kanal-n, dibelah di tengah dan digambar ratusan ribu kali lebih besar dari aslinya. Dua pulau biru silikon tipe-n, sumber dan cerat, tertanam dalam substrat tipe-p. Dengan 0 V di gerbang dan 2 V di cerat, amperemeter menunjukkan nol.
02 Silikon dengan sedikit atom asing Silikon murni sulit menghantarkan arus karena setiap elektron terluarnya terikat dalam ikatan. Masukkan satu atom fosfor, maka elektron kelimanya bebas berkeliaran: itulah silikon tipe-n. Boron hanya punya tiga, sehingga satu ikatan kekurangan elektron. Celah itu, hole, melompat dari ikatan ke ikatan.
03 Gerbang mendorong hole menjauh Pada 0,5 V gerbang membawa sedikit muatan positif. Gerbang tidak bisa menyentuh silikon, karena ada oksida 10 nm di antaranya, tetapi medannya menembus dan mendorong hole ke bawah. Di dekat permukaan tertinggal ion boron negatif yang diam: daerah deplesi.
04 Lewat ambang, kanal muncul Di atas ambang 0,7 V, medan menarik cukup banyak elektron ke permukaan sehingga permukaan menjadi tipe-n. Lapisan inversi yang tipis ini menghubungkan sumber dengan cerat. Pada 1,2 V ada sekitar 72.000 elektron di kanal dan amperemeter menunjukkan 0,22 mA.
05 Gerbang sedikit naik, arus naik banyak Dalam model hukum kuadrat, arus bertambah sebanding kuadrat tegangan di atas ambang. Pada 2,5 V arus mencapai 2,8 mA. Cerat hanya 2 V, sehingga kanal menipis ke arah cerat dan terjepit di ujungnya, dan menaikkan tegangan cerat sekarang hampir tidak mengubah apa pun.
06 Dua transistor membuat sakelar Papan di kanan menempatkan transistor kanal-p di atas transistor kanal-n. Dengan masukan 3,3 V, nMOS menghantar dan menarik keluaran ke 0 V, sehingga LED padam. Turunkan penggeser masukan inverter dan pMOS mengambil alih. Di kedua ujung, satu transistor mati, jadi hampir tidak ada arus yang mengalir.
07 Goyangan kecil menjadi besar Kini gerbang berayun 50 mV ke kedua sisi 1,2 V. Arus mengikutinya sebesar 0,86 mA per volt ayunan gerbang. Dialirkan melalui resistor 10 kΩ, perubahan arus itu menggerakkan keluaran 8,6 kali sejauh gerakan masukan. Inilah penguatan.
08 Dari satu menjadi enam belas miliar Cip di depan mewakili M1 buatan Apple, yang menurut Apple memuat 16 miliar transistor; menghitungnya satu per detik akan makan waktu 507 tahun. Di sebelahnya ada replika transistor pertama, perangkat kontak titik yang berhasil dijalankan Bardeen dan Brattain di Bell Labs pada Desember 1947.
Substrat tipe-p Badan silikon yang didoping boron sekitar 10¹⁷ atom per cm³, satu untuk setiap 500.000 atom silikon. Muatan bebasnya adalah hole (cincin merah). Sumber (n+) Pulau yang didoping fosfor dengan kuat, sekitar satu atom dari 500. Pulau ini penuh elektron bebas (titik biru) dan memasok elektron yang menyeberangi kanal. Cerat (n+) Pulau yang sama jenisnya dengan sumber. Saat diberi tegangan positif, elektron yang tiba lewat kanal keluar melalui kontak cerat. Oksida gerbang Silikon dioksida setebal 10 nm dalam model. Lapisan ini menyekat gerbang, sehingga gerbang memengaruhi silikon hanya lewat medan listriknya dan tidak menarik arus tetap. Gerbang Elektrode pengendali di atas oksida. Tegangannya menentukan ada tidaknya kanal. Tanda plus yang pucat menunjukkan muatan positifnya. Lapisan inversi (kanal) Lembaran tipis elektron yang tertarik ke permukaan begitu gerbang melewati ambang 0,7 V. Tebalnya mengikuti profil muatan hukum kuadrat, sehingga makin tipis ke arah cerat. Daerah deplesi Lapisan di bawah gerbang yang hole-nya terdorong pergi, menyisakan ion boron negatif yang diam (garis pendek biru tua). Lapisan ini mendalam sampai ambang, lalu berhenti tumbuh. Kontak dan rangkaian luar Sumbat tungsten dan bantalan aluminium menghubungkan sumber dan cerat ke catu daya dan amperemeter. Gerbang punya sumbatnya sendiri di belakang, dengan kenop merah. Kisi silikon terdoping Atom silikon berbagi elektron secara berpasangan. Fosfor (P) membawa satu elektron lebih, boron (B) satu kurang, dan yang kurang itulah hole. Inverter CMOS Transistor kanal-p di atas transistor kanal-n, gerbangnya disatukan. Keluarannya selalu kebalikan masukan. Layar kecil menggambar keluaran terhadap masukan. Kemasan cip Keping prosesor di atas kemasannya. M1 buatan Apple memuat 16 miliar transistor. Intel 4004 tahun 1971 memuat 2300. Transistor kontak titik, 1947 Replika perangkat Bell Labs: dua kontak emas yang sangat berdekatan, dipegang baji plastik, ditekan ke sekeping kecil germanium.
