Vad är en CPU-transistor?

En transistor är en halvledande enhet som växlar och förstärker elektroniska signaler. Den har minst tre terminaler som ansluter den till en elektronisk krets. Transistorn uppfanns i början av 1950-talet, och den ersatte snabbt vakuumrör i elektroniska enheter. Dessa enheter är nu en viktig komponent i nästan alla elektroniska enheter, till exempel en dators centralenhet (CPU). En CPU-transistor är vanligtvis en del av en integrerad krets även om den också kan köpas individuellt.

Terminalerna i en CPU-transistor har specifika namn beroende på typen av transistor. Terminalerna på en enkel bipolär transistor kallas kollektor, emitter och bas. Strömmen eller spänningen som appliceras på basen påverkar strömflödet från kollektorn till emittern.

Spänningen vid basen av transistorn kan användas för att slå på och av strömflödet från kollektorn till emittern. Denna typ av transistor är en switch och är en vanlig typ av CPU-transistor som kallas en logisk grind. En omkopplare tillåter i allmänhet inte ström att flöda genom den om inte spänningen vid basen är över en minimitröskel. Spänningen vid basen styrs av andra komponenter i kretsen.

En CPU-transistor kan också vara en förstärkare. Denna typ av transistor använder spänningen vid basen för att styra mängden ström som flyter genom förstärkaren. Detta innebär att en liten förändring av spänningen vid basen kan ge en stor skillnad i spänningen mellan kollektor och emitter.

Transistorer ger betydande fördelar jämfört med vakuumrör i datorer. En CPU-transistor är mycket mindre än motsvarande vakuumrör, vilket möjliggör miniatyrisering av datorer. Tillverkningen av transistorer kan automatiseras i större utsträckning än vakuumrör, vilket gör att transistorer är billigare än vakuumrör.

Det första patentet för en transistor lämnades in av Julius Edgar Lilienfeld 1925 även om han faktiskt inte konstruerade en sådan enhet. Herbert Matare upptäckte halvledareffekter när han arbetade på ett Doppler-radarsystem 1942. Sedan gick tekniken framåt, och 1947 när de arbetade på AT&T:s Bell Labs upptäckte Walter Brattain och John Bardeen att en germaniumkristall kunde förstärka en elektrisk ström. Gordon Teal byggde den första kiseltransistorn för Texas Instruments 1954, och CPU-transistorn, som är en metalloxidhalvledartransistor (MOS), byggdes först på Bell Labs 1960.