Как работает транзистор [Veritasium]
Vložit
- čas přidán 6. 09. 2024
- А вы знаете как работает транзистор? В какой-то мере наша жизнь зависит от них. При упоминании транзисторов люди первым делом вспоминают радио. Они, конечно, правы, но всё намного серьёзнее.
Транзисторы изобрели в 1947 году и радио стало первым прибором, доступным широким массам, в котором применили эту новую технологию. Благодаря транзисторам размер приёмников удалось уменьшить, повысив при этом качество их работы. Но, пожалуй, самым важным событием для нас, которым мы обязаны транзисторам, стала революция в сфере микрокомпьютеров, а с ней и появление интернета, телевидения, мобильных телефонов, навороченных стиральных и посудомоечных машин, калькуляторов, спутников, проекторов и так далее.
В основе транзистора лежит полупроводник, обычно кремний, с некоторыми примесями, позволяющими аккуратно изменять его электрические свойства. Из таких n- и p-полупроводников составляются особые конфигурации, позволяющие достичь необходимого результата. Например, сделать маленький переключатель, как в случае с нашим транзистором. Эти переключатели затем соединяют вместе, и с их помощью производят вычисления, хранят информацию и, в общем-то, делают любой электроприбор «умным».
Перевод: Дмитрий Демидов
Редактура: Алексей Малов, Егор Жмак, Александр Рыжов
Озвучка: Виктор Сандаков
Монтаж: Юрий Хомяков
Обложка: Павел Петерсон
Сайт студии: vertdider.com
Мы в социальных сетях:
- studio_vd
- t.me/vertdider
- / vert_dider
- coub.com/vertdider
Источник: • How Does a Transistor ...
Разрешение на публикацию: goo.gl/6n4dT7
© / 1veritasium
![Транзисторы и смерть закона Мура [2veritasium]](http://i.ytimg.com/vi/lHptVT-tS-Y/mqdefault.jpg)
![Транзисторы и смерть закона Мура [2veritasium]](/img/tr.png)
![Как из хаоса рождается порядок? [Veritasium]](http://i.ytimg.com/vi/HmmYtopGx7Y/mqdefault.jpg)
Поддержать проект можно по ссылкам:
Если вы в России: boosty.to/vertdider
Если вы не в России: www.patreon.com/VertDider
Хех, а ведь закон Мура сегодня уже перестал работать.
Они нейтральны. Флаг Швейцарии, браво!
ОНИ_ИНО всегда нейтральны! Ведь у НИХ дырочная проводимость!
я аж чаем подавился
Два конца:
Исток и сток соответственно, сука убейте меня
А ты хорош :D
"Как работает полевой транзистор" - вот правильное название видео.
... с изолированным затвором .
... в ключевом режиме.
...хз че добавить .
... с моп структурой
В ключевом режиме - это только из контекста ролика понятно. А по сути они показали полевой транзистор с изолированным затвором. А дальше уже всё зависит от того, что на затвор подаётся и от характеристик транзистора.
Я ничего не понял. Так какой мне костюм из этих одеть, чтобы свободную дырку найти?
😂😂😂
ешь бор. и будет тебе дырка
Надо есть бром. И дырка не нужна будет.
не *одеть* а *надеть*
не светит тебе дырка, сам переключай затвор
Много где читал про принцип работы транзисторов, но только сейчас понял его. Спасибо тебе, Veritasium.
такая же фигня
Блин, когда проходили транзисторы на физике, ничего не понял, здесь же все круто объяснили) респект!
А я вот понял когда учился в университете и даже выступил, всё рассказав, но препод меня засрал и поставил 3, а остальные увидев что раз меня попустили, то и даже им не стоит пытаться
ну так-то здесь сделано много допущений.
...Самая классная демонстрация атома кремния из когда-либо мною виденных )).
интересно, как он потом вылезал из этого мяча?
Рассказали про специфический тип транзистора и не указали это. Или теперь под транзистором понимают полевой транзистор?
Я есть причём тут блять конденсатор и чип
В ключевом режиме)
Биполярные - дремучее аналоговое прошлое
В телефоне как работают
Транзистор и ладно)
Если в детстве нам подобным образом преподавали ,мы бы все наверное стали учеными )
"Фрагменты электрического ток" - зашибись сказали - у тока не может быть фрагмента. И еще тут рассказывается о МДП-транзисторе (Полевой транзистор) с индуцированным каналом. Т.е. принцип работы затвора тут не правильно объяснили - когда на затвор подается положительное напряжение - оно отталкивает дырки в p-области, притягивая неосновные носители (в данном случае - электроны) и тем самым. создавая инверсионный слой. Т.е. при подаче на затвор положительного напряжения выше порогового - образуется канал n-типа (в p-области) - из-за чего исчезают p-n переходы, которые служили барьерами и ток беспрепятственно проходит от истока к стоку.
Есть еще МОП-транзисторы, они как и МДП являются полевыми транзисторами с изолированным затвором.
Есть полевые транзисторы с управляющим p-n переходом, ну и конечно самые первые (исторически появились раньше остальных) полупроводниковые транзисторы - биполярные.
Обо всем этом вполне доступно написано на той же википедии.
Но в любом профильном вузе изучение принципа действия транзистора начинается с ламповых диодов и триодов. Если разобраться в принципе действия триода - то станет понятно что такое транзистор, а потом уже погружаться во все тонкости формирования барьеров в p-n переходах.
У всех кто спрашивал про то кто же управляет затвором - суть переключателя ведь не в том, чтобы он сам работал, а в том, чтобы он работал как переключатель когда нужно - т.е. напряжением на затворе может управлять. например, другой транзистор либо внешняя цепь. Вот вы на клавиши нажимаете - это вызывает замыкание и размыкание какой-то цепи - что приводит к переключению какого-то транзистора. Т.е. Суть транзистора в этом видео показана очень даже хорошо - это просто рубильник, выключатель, тумблер и т.п.
Ну и есть еще ряд принципиальных отличий в использовании транзисторов - тут речь был об использовании в цифровой технике (а процессоры в телефонах и компьютерах - это цифровые устройства), т.е. переключения транзисторов являются логическими значениями 0 и 1. Но так же транзисторы можно применять для аналоговой обработки сигнала - например Усилитель звуковой частоты ни о каких 1 и 0 не знает - он работает с непрерывным сигналом.
Ой, фу-фу-фу аналоговая схемотехника... а так отлично всё по делу 👍
В самом деле, нарисован биполярный транзистор, а описан (причём неверно) принцип работы (и электроды) МДП-транзистора.
Принцип проводимости также описан неверно. Добавление в кремниевую кристаллическую решётку атомов фосфора, у которых один валентный электрон остаётся свободным, вовсе не означает, что фосфор тут же неизвестно почему отдает этот электрон и превращается в ион. Фосфор остаётся обычным нейтральным атомом, как и сама кристаллическая решётка кремния. То же самое происходит и при добавлении атомов бора, где и бор, и решётка остаются нейтральными. Всё это означает, что принцип работы транзистора, который "изобрели" в январе 1948 года, совершенно неизвестен науке...
По сути в цифровой технике уже на аппаратном уровне 1 и 0 это те же самые 5v и 0v
@@peacefulquasar еще от 0 до 0,4 (или гдето так) и 3 V, это 0 и 1. TTL и КМОП логика. Но могут быть любые цифры какие захочешь.
МДП - метал диэлектрик полупроводник и металл оксид полупроводник МОП - это одно и тоже. В остальном все верно.
в ссср первым внедрили полупроводники: на два вагона один проводник🤣
😂👍🤣
Ааа🤣🤣🤣
Первый полупроводник появился в России в 17 веке. Имя его было Сусанин 🙂
Шикарно как ты это сделал? Прям из пальца шутку высасал.
@@Radikkent читай больше)) эта шутка из тех же страны и времени
Евпатий Коловратий! Думал, гляну коротенькое видео и все пойму, ан-нет! Мало того, почитал комменты и сложилось впечатление, что и сами ботаны тоже точно не понимают как это работает. В общем, чем больше мы узнаем - тем меньше наше знание!
(Коммент - шутка в поддержку ролика)
*Веритасиум, Числофилы и, конечно, Хэйвисос - всё, что нужно для самообразования. :D*
1:10 я один подумал про Елену Малышеву?
Довольна не плохое объяснение для гуманитариев или даже для студентов самых младших курсов технических вузов (из за неточностей и поверхностного повествования, местами).
для тупых дебилов скорее
где же вы были, когда я готовила один из вопросов к зачету о транзисторах :(
В видео все так понятно объяснено. И переводчику респект и лайк
предмет был не совсем физический - Архитектура компьютерных сетей и вычислительных систем, и вопрос про флэш-память, там и такого объяснения могло хватить. После видоса в голове как-то все лучше укладывается, пусть тут и есть только половина того, что нужно рассказать. :)
А я ещё над Малышевой смеялся...
Очень упрощено пояснение, как работает барьер. Электроны не проходят через него не потому, что их стало мало в N-области после перетекания в P-область. А потому, что в области барьера образуется поле, вектор которого направлен из N в Р. А электроны могут двигаться только против вектора. Поэтому процесс диффузии носителей в области барьера происходит только в начальный момент. Проводящий канал образуется, когда электроны из Р-области притянуты к затвору, снижая тем самым потенциал барьера в приграничной к затвору зоне, и позволяя электронам из N-области снова двигаться через барьер.
Обожаю Veritasium и Vert Dider. А модель очень, кстати, наглядная.
А ведь до "лет через 10" осталось всего 6...
Фигня. "Закон Мура" давно не действует. И вообще он изначально был не закон, а просто наблюдение. К научным законам он имеет такое же отношения как законы Мерфи например...
оригинальный видос 2013 года , и проблемы связанные с квантовыми эффектами уже появились)
Нашли предел 50 миллиардов транзисторов на чипе. Осталось узнать сколько чипов уместиться.
Уже 3 года осталось..
За 6 минут узнал больше, чем за 6 лет школьной программы по физике
А ты быстрый, даже быстрее чем умные мысли
@@pomjuce7781 ага
Если бы не школьная программа, ничего бы не понял. В этом фишка программы.
Очень жаль, что раньше не было этого видео, когда я познавал азы электроники. Лучший видос с объеснением!
Видео вышло 5 лет назад. Он говорит про 22 нм. Хочу передать привет людям из прошлого, ведь вышли процессоры на 7 нм, а 12-14 нм это уже норма
5:10 главное - сделать его быстрым. А крошечным его делают именно для этого. Чем меньше - тем меньше энергии надо для открытия.
Лучшее видео о транзисторах, а то везде тупо схемы чертежей
исходный ролик очень хорош, жаль что не пояснили как работает транзистор в аналоговой схемотехнике (усилитель тока или напряжения). а так ведь зрители и будут думать что транзистор это только "ключ"
а есть такие ролики?
вверху страницы есть строка поиска. введите туда "как работает транзистор"
ты случайно не из той секты где транзисторы это прежде всего усилители?
да точно также работает. сигнал это и есть поток 1и 0 если сигнал цифровой. а если аналоговый, то просто от величины напряжения затвора зависит величина сопротивления трпнзистора
@@0verfreed нет, там другая схема включения.
"Электрический ток есть направленное партией движение электронов" И.В. Сталин
Лучшее 😂
забавное видио)) хотя хотел бы сказать что тонкостей куда больше. но это уже совсем другая история)
видео на уровне средней школы - собственно и создавался как пособие. Для института конечно не подойдёт.
я тащусь от этого канала))) спасибо, переводчики!!!
Ору, потрясный костюм кремния ;D
это принцип работы полевого или униполярного транзистора, но есть еще и биполярные транзисторы имеющие коллектор, базу, и эмиттер
если бы мне это показали когда я 11 класс заканчивал....я бы в жизни не пошел учится в институт стали и сплавов на факультет полу проводников....и несколько лет бы жизни сэкономил!
Давно хотел узнать как работает транзистор, спасибо
У меня в универе сейчас лабы по этой теме. Спасибо огромное, мне сейчас будет гораздо легче их сдать))
Как всегда отличная работа, спасибо!
Заказчик похвалил.
=)
Отличное видео,очень познавательно!
Сегодня 4 нм....
Там 22...
для сравнения глянул, сколько в телефончике на данный момент - 11.7 млрд)
То чувство когда мы уже достигли этого предела)
мы достигли году этак в 2010, это маркетологи правдами-неправдами уверяли нас, что закон Мура еще робит, Что даешь 7 нанометровые чипы, потом 5 нанометровые...
Хм
@@user-ij4cq6yg5v 5nm это 11 атомов, еще не предел)
@@ebanatammonia, вообще-то это лож.
При существующей ныне технологии производства микро-транзисторов, их предел до появления квантовых помех, это чуть больше 5 нанометров.
Те кто заявляют, что их процессоры имеют транзисторные затворы толщиной 5 и менее нанометров, нагло врут ради маркетинга.
Создание транзисторов ещё меньшего размера без помех возможно, но только для этого прийдётся сменить материал полу-проводника и скорее всего, когда и если коммерческие компании начнут производить такие процессоры, они будут стоить в разы дороже нынешних.
твoюжмать, школа, техникум и универ не дали мне такого четкого понятия о работе транзисторов, как это пятиминутное видео..
1:25 ЧЕ КОГОО?
Забавно. Ролику 5 лет, с тех пор пор транзисторы, насколько я знаю, уменьшились как раз в 4,5 раза. Закон Мура работает))
Зачетное объяснение. Мне понравилось. Рассказали все чётко. Есть недочёты, но они на содержание не повлияли.
Еще бы рассказал про полевой транзистор.) Там дырки "п-типа" всасывают электроны н-еопределенных атомов в п-н переходе.
Он именно про полевой и рассказал
Чтобы не париться по поводу уменьшения транзисторов, программисты должны код более качественно научиться писать) а то никаких транзисторов не хватит под их творения))
Ляпнул какую-то дичь
@@mishalavik4595 Ну так держи свои естественные отверстия под контролем, чтобы ничего не ляпать вне туалета.
Программисты в плену архитектуры. Все вопросы к инженерам что её писали.
Объяснение очень классное, я даже всё понял (!)
не очень класное, это транзистор полевой, а не обычный
Описан ключевой режим работы транзистора, а есть еще линейный или усилительный
симпатично, но не корректно объяснено формирование канала. остальное можно простить. но я бы упомянул тот факт, что у электронов и дырок разная скорость, хотя по сути дырка - это отсутсвие электрона.
Речь о полевом транзисторе и ключевом режиме. Почему на рассказано о биполярном транзисторе и о линейном режиме?(((
Господа если верить первоисточнику(оригинал видио вышел 9 лет назад) то у нас остался год до того как транзисторы упруться в потолок своих вомодностей. Интересно что будет дальше.
Охренительно объяснил!👌🏻
Ну не совсем корректно, транзистор это скорее не ключ, а "водопроводный кран", короче, бред, сплел в кучу полевые и биполярные, каша какаета, даже лень комментировать
Это прекрасное объяснение
Хреновое
Привет из 2019 го. Придел достигнут. 6 нано метров между транзисторами в новых процессорах от AMD. Меньше нельзя, из за вероятности квантового тунелирования.
*предел
Гейм и Новоселов создали 1 нанометровый транзистор =)
2020 - 5 нм Apple A14 Bionic
у Эппл 5 нм
никакого предела, это маркетинг
рассказали про полевик работающий, как ключ. А как усиливает транзистор нислова.
да... ну типа усилители уже программные)) цифровой век
Именно в качестве ключа транзистор совершил революцию в электронике
из этого видео и так очевидно как усиливает....
@@Kroukez я хотел в теории увидить, как усиливает полевик.
Это божественно!
Если бы так объясняли в университете на ТОЭ я бы не вылетел из университета
Транзистор, биполярный или полевой, используемый в качестве ключа - это частный случай его применения.
да, но сегодня это пожалуй самая популярная схемотехника.. потому что в ключевом режиме наименьшая рассеиваемая мощность, поэтому меньше тепла, а значит плотнее упаковка транзисторов.. собственно нагрев то только из-за времени переключения, когда транзистор меняет состояние ..
а полевики перестали быть рациональными последнее время, потому что требуют "ток" на базе и если взять какой-то советский "кт8**" то внушительный ток, что требует несколько предварительных каскадов.. а тут хватит электронов на пальце для открытия 30 амперного мосфета.. (да, касаешься пальцем плюса или минуса источника питания, а потом затвора висящего в воздухе транзистора и этого хватает на открытие мосфета)..
Поддержите нас на Пикабу: goo.gl/5AArwW
нет. Вас же вроде прикрыли на ютубе.
самое дибильное обьяснение которое когда либо я видел☺
Что вам не понравилось?
самое простое наглядное и понятное обьяснение которое когда либо я видел
1. Это видео о том, как работает ПОЛЕВОЙ транзистор. Под словом транзистор по-умолчанию понимается БИПОЛЯРНЫЙ транзистор, не путайте людей!
2. Полевой транзистор открывается не потому, что компенсируется p-n переход. Это чушь собачья. Полевой n-канальный транзистор открывается потому, что между двумя n-областями появляется канал проводимости. Канал же образуется за счёт того, что электроны из p-области притягиваются к диэлектрической прослойке положительным напряжением, приложенным к затвору.
3. Закон Мура уже не действует, технологии отстали от закона на несколько лет.
Итого, попытка хорошая, но не засчитана.
То-то Intel не перестают размышлять о том, как долго еще будут продолжать следовать закону Мура.
Согласен по первым двум пунктам, по - "закону Мура" лишь отчасти.
Все верно - уже уперлись в потолок прямой производительности обеспечиваемой повышением тактовой частоты. Сейчас только многоядерность немного спасает, но не все можно распараллелить. Итого элетронная жопа уже близко.
закон мура нужно понимать шире чем просто частота процессора и размер транзистора. Нужно учитывать квантовые вычислители и нейронные сети. Да и распараллелить можно почти всё, главное правильно "предсказать" последовательность вычисления (что в современных процессорах добиваются с помощью самообучаемых НС)
Taxom, поздравляю, вы самодур. Закон Мура НУЖНО понимать так, как он был сказан: количество транзисторов вырастает вдвое каждые 12 месяцев. Всё. Точка. Никакие частоты и никакие нейронные сети здесь не причём.
Этот перевод лучше, чем на канале AlexTranslations)
речь о ПОЛЕВОМ транзисторе. Как жаль, что про биполярный тут не рассказывают.
Красава обьяснил всë по полкам👍👍👍
"Но мы столкнемся с этой проблемой лет через 10..."
Коллеги, уже прошло 4 года - проблемы с транзисторами все ближе 😱
О Господи! !!!!что же делать-то?
Не бойся, уже начали экспериментировать с квантовыми компьютерами
Самое понятное объяснение, наконец то
судя по наглядной демонстрации молекулярного строения кремния, из шара с бетоном ему таки не удалось выбраться
Речь -то здесь о полевом транзисторе.
Видео вышло 6 лет назад, получается по закону Мура еще 4 года осталось, для увеличения количества транзисторов? Дальше переходим на квантовые процессоры?😅
Нет, будем увеличивать количество ядер
Обожаю момент с кремнием
Спасибо за перевод)
Лучшее объяснение, которое я пока видел!
Классика жанра - мастер в деле и почти полный осёл как преподаватель.🥱
5:14 уже 7 нано метров...
Apple A14 5нм ))
Привет, уже 4нм:)
@@Stevlas привет, уже -1 нм)
все классно ...но главное это не то что он маленький а то что он маленький и УСИЛИВАЕТ.
помимо тригерных схем , главно то для чего придумали электронные лампы и потом заменили их транзисторами это способность УСИЛИВАТЬ
Продолжайте в том же духе! полезное видео!
Уменьшение нанометров - куда меньшая проблема в 2020-м году. Надеюсь в 2021-м году решение проблемы с нанометрами станет опять одной из главных :))
Насколько я понимаю, с картинкой и описанием работы они немного напутали... Вроде как изначально это был биполярный транзистор, потом вроде как полевой, а на самом деле получилось нечто несуществующее...
Так работает тиристор, и полевой транзистор. Не вводите людей в заблуждение. В обычном транзисторе сопротивление перехода эмиттер - коллектор меняется в зависимости от напряжения на базе транзистора( в одной цепи питания).
"Величина транзистора 22нм", - было недавно 14нм, а вот и подплыли 7нм-вые, прогресс.
2016 год))
4 года прошло как бы)))
Just about ;) Thank you.Super for beginners.
Стоп! Но это полевой транзистор!!!
Начнем с того, что такое транзистор?
1. "Транзистор это - сопротивление управляемое напряжением". При этом сопротивление и напряжение не обязательно электрическое. Можно гидромеханический транзистор придумать (да он почти есть, это кран на кухне, только сменить принцип открытия). Ок, тут вскользь сказали, и сразу к полевому перешли.
2. В коментах уже встречаются, что не упомянули про инверсию канала.
3. Оксидная пленка? Почему не диэлектрик просто? Да, когда то использовали SiO2, т.к. меньше поверхностных состояний, и получить просто. Но уже давно используются high-k диэлектрики, да и просто пустоту можно использовать
4. Проблема уменьшения - квантовые эфекты между электродами? Ок. А можно тогда сделать длину канала - 1 нм, а контакты разнести на большое растояние (можно), будет работать? Нет. Почему? Потому что при таких размерах достичь легирования нужного фактически не вероятно. На 10000 атомов кремния нужен 1 атом примеси. А тут их в канале, на поверхности, всего будет 10000 (допустим). И есть шанс, что примесь при легировании просто не попадет.
да ну и вообще, очень много чего еще есть. Просто как то в кучу. Ни общее и не частное.
На самом деле это еще и хорошее видео по химии
Кроме полевых транзисторов есть еще и биполярные, а об этом он не сказал.
Я думаю что конденсаторы ближе к транзисторам (чем переключатели или реле) такой же принцип, два слоя проводника между которыми изолятор. А общем это МОП транзисторы. Существует транзисторы в которых электричество подается на полупроводник N (либо P) типа который расположен между полупроводниками P типа (либо N типа соответственно). Я еще не углубился поэтому мало знаю, и соответственно могу ошибаться
Но это только полевой транзистор, а как работают другие виды?
Финал стоит дополнить)
Осталось 4 года(
Когда врезал 200 грамм, охуенно заходит... Теперь даже смогу что то там бормотать с умными людьми...
Мне кажется, лучше начинать объяснять с диодов, потом биполярные, а только после этого мосфет транзисторы
КЛАССНО!
Цей упор працює вже декілька років: саме тому підвищують кількість ядер або розрядність.
Гений. Проще не скажешь.
🤡🤡🤡
хм, лет через десять, пять уже прошло!
Уже 5 нанометров, предел близок
я не увидел чтобы он работал как выключатель (просто подвижных частей нет), ведь у него есть своё питание, которое надо подавать либо обрубать, а как это сделать не сказали. Это нужен выключатель для выключателя. А как тогда тот другой выключатель переключать
"исток и сток соответственно" могли бы переводчики и местами поменять для ясности
Ставь лайк, если подсел на 7нм тех-процесс
А вы сможете перевести дебаты Bill Nye и Ken Ham
?
перевели, проверяй
Почему я смотрю это вместо сна
я конечно подзабыл как работает транзистор, но если в кристалле в котором были лишние электроны и он был отрицательно заряженным, удалить эти лишние электроны то он станет не положительным а нейтральным. соответственно в кристалле где не хватает электронов и он был положительно заряженным закрыть дырки электронами то кристалл не станет отрицательно заряженным а так же станет нейтральным
поэтому авторы ролика что-то напутали и не разобрались до конца в тонкостях работы пн переходов