Lịch sử Chuyển đổi của Transistor: Dòng thời gian lịch sử Transistor

Dù bạn không phải là một kỹ sư điện, có lẽ bạn vẫn yêu thích công nghệ và tất cả những gì nó mang lại, cho dù là cho công việc hay giải trí. Chúng ta đều bị cuốn vào không khí hào hứng khi một bộ vi xử lý mới được ra mắt và nghe những điều như Intel đang sử dụng công nghệ 14nm (nanomet) và có hơn một tỷ transistor graphene. Nhưng công nghệ này thực sự là gì và dùng cho thiết bị nào?

Quay lại với Cơ bản

Dù thế giới kỹ thuật có thể phức tạp đến đâu, việc hiểu một transistor là gì lại đáng ngạc nhiên là khá đơn giản. Nó chỉ đơn giản là một công tắc cho phép dòng điện đi qua hoặc không. Nói một cách kỹ thuật số, điều này được dịch là 1 hoặc 0, bật hoặc tắt.

Sự dao động liên tục giữa trạng thái bật và tắt chính là điều cung cấp sức mạnh cho máy tính ngày nay, bao gồm tất cả các trò chơi, phần cứng, và bất cứ thứ gì khác tương tác với quá trình. Nhưng sự hiểu biết này chỉ là bước đầu tiên của việc khám phá thế giới ẩn giấu của công nghệ này. Hãy cùng khám phá sâu hơn.

FET - Transistor Tác động Trường

Một FET được cấu tạo từ ba thành phần chính - Cổng (Gate), Dẫn (Drain) và Nguồn (Source). Khi điện áp được áp dụng vào cổng, nó tạo ra một lối đi dưới dạng trường điện cho electron chảy qua (còn được gọi là dòng điện). MOSFET hay Transistor Hiệu Ứng Trường Bán Dẫn Ôxít Kim Loại là loại phổ biến nhất vì chúng có trở kháng đầu vào cao và trở kháng đầu ra thấp. Và vì chúng được điều khiển bằng điện áp nên chúng nhanh hơn nhiều so với anh em BJT được điều khiển bằng dòng điện của chúng, làm cho chúng lý tưởng cho logic.

BJT - Transistor Nút Giao Ba Cực

Một transistor nút giao ba cực cũng được cấu tạo từ ba phần chính - Cơ Sở (Base), Phát Xạ (Emitter), và Thu (Collector). Khi một dòng điện nhỏ được áp dụng vào cơ sở, một dòng điện lớn hơn có thể chảy qua nó. Có hai loại BJT - NPN và PNP, nơi N và P đề cập đến bán dẫn loại N và loại P. Bán dẫn loại N sử dụng electron làm chất mang chính và bán dẫn loại P sử dụng lỗ.

Sự Ra Đời và Phát Triển của một Transistor

Transistor được phát minh bởi William Shockley, Walter Houser Brattain và John Bardeen, những người đã làm việc cho Bell Labs vào năm 1947. Phát minh này là một trong những phát minh quan trọng nhất trong lịch sử loài người và là bước khởi đầu của công nghệ hiện đại.

Công nghệ phát triển nhanh chóng, và từ transistor đầu tiên vào năm 1947, chúng ta đã nhanh chóng tiến tới vi mạch tích hợp (IC) đầu tiên vào năm 1958 và sau đó là vi xử lý đầu tiên vào năm 1971. Vi xử lý đầu tiên là Intel^® 4004, chứa 2,300 transistor và có kích thước bằng một móng tay nhỏ. Từ đây, chúng ta chỉ thấy sự cải tiến của thiết bị. Có lẽ bạn đã nghe về luật Moore nhưng hãy để chúng tôi nhắc lại nhanh chóng:

“Số lượng các transistor khác nhau được tích hợp trong một chip sẽ tăng gấp đôi khoảng mỗi 24 tháng.”

Bạn có thể thấy từ hình minh họa trên rằng chúng ta đã liên tục thu nhỏ kích thước của transistor kể từ khi nó được phát minh. Nhưng có vẻ như chúng ta đã bắt đầu đứng yên gần đây. Chúng ta vẫn có thể làm nhỏ hơn nữa nhưng chúng ta đang đạt đến giới hạn vật lý. Có thể bạn đã nghe về sự kết thúc của silicon và transistor silicon, nhưng đó là chủ đề cho một ngày khác.

Cách chúng ta đã có thể cải thiện và tăng số lượng của chúng là bằng cách di chuyển lên, thay vì ra ngoài. Các bộ xử lý hiện đại đã chuyển từ transistor phẳng 2D sang transistor trigate 3D. Intel đã giới thiệu những cái này trong công nghệ 22nm của họ. Với những tiến bộ mới này, bộ xử lý nhanh hơn và đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn, điều này rất tốt cho thiết bị di động.

Tương lai mang lại điều gì

Dù có vẻ như tiến trình thu nhỏ transistor đang chậm lại, điều đó không có nghĩa là transistor đang đến hồi kết. Như đồng sáng lập của Intel, Gordon Moore từng nói - "Bất cứ điều gì có thể làm được, có thể làm được tốt hơn." Nguyên tắc này chưa bao giờ đúng hơn đối với thiết kế điện tử khi chúng ta bước vào tương lai kết nối, nơi các sản phẩm hàng ngày được thiết kế với một mức độ tự động hóa, thông minh và linh hoạt mới. Tại trung tâm của sự thay đổi này là Altium Designer^®, hỗ trợ cho thiết kế tốc độ cao tiên tiến nhất ngày nay và công nghệ cứng-linh hoạt.