Linh kiện bán dẫn hoạt động như thế nào - Gokul J. Krishnan
-
0:07 - 0:10Máy tính hiện đại đang cách mạng hóa
cuộc sống của chúng ta, -
0:10 - 0:14thực hiện những công việc
chỉ vài thập kỷ trước tưởng như không thể. -
0:14 - 0:17Điều này đã trở nên khả thi
sau hàng loạt những cải tiến, -
0:17 - 0:23nhưng có một phát minh căn bản
mà hầu như mọi thứ khác đều dựa vào: -
0:23 - 0:24linh kiện bán dẫn.
-
0:24 - 0:25Vậy nó là thứ gì,
-
0:25 - 0:30làm sao thiết bị đó có thể khiến máy tính
làm được những điều tuyệt vời như thế? -
0:30 - 0:34Về mặt cốt lõi, máy tính,
đúng như ý nghĩa tên gọi của chúng, -
0:34 - 0:37là những chiếc máy
thực hiện các phép toán. -
0:37 - 0:41Những chiếc máy tính đầu tiên
là những thiết bị tính toán thủ công, -
0:41 - 0:42như chiếc bàn tính,
-
0:42 - 0:44còn máy tính đời sau
sử dụng các bộ phận cơ khí. -
0:44 - 0:49Những thiết bị này trở thành máy tính
bởi chúng có thể thể hiện các con số -
0:49 - 0:51và có một hệ thống để điều khiển chúng.
-
0:51 - 0:53Máy tính điện tử
cũng hoạt động theo cách đó, -
0:53 - 0:55nhưng thay vì
những lắp rắp cơ học, -
0:55 - 0:59các con số được thể hiện
qua điện áp dòng điện. -
0:59 - 1:03Phần lớn các máy tính như vậy
sử dụng thuật toán lô-gíc Boolean -
1:03 - 1:05mà trong đó chỉ có hai giá trị có thể có,
-
1:05 - 1:08điều kiện lô-gíc đúng hoặc sai,
-
1:08 - 1:11được biểu thị bằng các số nhị phân 1 và 0.
-
1:11 - 1:14Chúng được đại diện bởi
các mức điện áp cao và thấp. -
1:14 - 1:18Các phương trình được thực hiện qua
các mạch điện cổng lô-gíc -
1:18 - 1:21cho ra giá trị thể hiện bởi 1 hoặc 0
-
1:21 - 1:25dựa trên việc liệu các dữ liệu nhập vào
có thỏa mãn điều kiện lô-gíc nhất định. -
1:25 - 1:29Những mạch điện này thực hiện
ba phép toán lô-gíc cơ bản, -
1:29 - 1:32phép và, phép hoặc,
và phép đảo. -
1:32 - 1:37Phép và hoạt động theo kiểu "cổng AND"
cung cấp hiệu suất điện áp cao -
1:37 - 1:40chỉ khi nó nhận vào hai dòng điện áp cao,
-
1:40 - 1:43và các cổng còn lại cũng hoạt động
theo nguyên lý tương tự. -
1:43 - 1:47Các mạch này có thể được tổ hợp
để tạo ra các phép toán phức tạp, -
1:47 - 1:49như là cộng hoặc trừ.
-
1:49 - 1:51Và phần mềm máy tính
chứa các hướng dẫn -
1:51 - 1:55để thực hiện các phép toán này
theo phương thức điện tử. -
1:55 - 1:58Kiểu hệ thống này cần một phương pháp
tin cậy và chính xác -
1:58 - 2:00để điều khiển các dòng điện.
-
2:00 - 2:03Những máy tính điện tử đầu tiên,
như là ENIAC, -
2:03 - 2:06sử dụng một thiết bị gọi là
ống chân không. -
2:06 - 2:08Hình thái trước đây của nó, điôt,
-
2:08 - 2:12tạo bởi hai điện cực đặt
trong một ống thủy tinh chân không. -
2:12 - 2:17Khi có điện áp ở cực âm, nó sẽ
nóng lên và giải phóng electron. -
2:17 - 2:20Nếu ở cực dương đang có
điện thế dương cao hơn, -
2:20 - 2:23các electron sẽ bị hút vào đó,
-
2:23 - 2:24và mạch sẽ được khép kín.
-
2:24 - 2:27Dòng điện một chiều này
có thể được điều khiển -
2:27 - 2:30bằng cách thay đổi điện áp ở cực âm,
-
2:30 - 2:33khiến nó giải phóng ít nhiều electron.
-
2:33 - 2:35Tiếp theo là ống ba cực (triôt),
-
2:35 - 2:38sử dụng điện cực thứ ba
là một cái lưới. -
2:38 - 2:41Đây là một lưới thép
giữa cực âm và cực dương -
2:41 - 2:44mà electron có thể được truyền qua đó.
-
2:44 - 2:46Thay đổi điện áp có thể khiến nó hoặc đẩy
-
2:46 - 2:50hoặc hút các electron phát ra từ cực âm,
-
2:50 - 2:52từ đó tạo nên sự chuyển dòng điện nhanh.
-
2:52 - 2:58Khả năng khuếch đại tín hiệu khiến triôt
trở thành phần thiết yếu của radio -
2:58 - 3:00và liên lạc đường dài.
-
3:00 - 3:05Mặc dù có những cải tiến, ống chân không
lại thiếu tin cậy và tốn diện tích. -
3:05 - 3:09Với 18,000 triôt, ENIAC có kích cỡ
gần bằng một sân quần vợt -
3:09 - 3:11và nặng 30 tấn.
-
3:11 - 3:13Những chiếc ống này thường xuyên hỏng,
-
3:13 - 3:19trong một giờ, nó đã tiêu thụ lượng điện
15 hộ gia đình sử dụng trong một ngày. -
3:19 - 3:21Giải pháp chính là linh kiện bán dẫn.
-
3:21 - 3:24Thay vì dùng điện cực,
nó sử dụng chất bán dẫn, -
3:24 - 3:27như việc xử lý silicon
bằng các nguyên tố khác -
3:27 - 3:30để tạo ra chất bán dẫn loại N
phát ra electron, -
3:30 - 3:33và loại P hấp thụ electron.
-
3:33 - 3:35Những loại này được sắp xếp
vào ba lớp xen kẽ nhau -
3:35 - 3:37với một cực điện ở mỗi lớp.
-
3:37 - 3:40Cực phát, cực nền, và cực thu.
-
3:40 - 3:42Trong linh kiện bán dẫn NPN
đặc trưng này, -
3:42 - 3:45do các hiện tượng nhất định
xảy ra tại bề mặt chung P-N, -
3:45 - 3:50một vùng đặc biệt gọi là mối nối P-N
được hình thành giữa cực phát và cực nền. -
3:50 - 3:52Nó chỉ dẫn điện
-
3:52 - 3:57khi đưa vào mức điện áp
vượt trên một ngưỡng nhất định. -
3:57 - 3:59Còn nếu không,
nó vẫn bị ngắt mạch. -
3:59 - 4:02Bằng cách này, những biến thiên nhỏ
trong điện áp truyền vào -
4:02 - 4:07có thể được sử dụng để nhanh chóng
chuyển giữa dòng điện ra cao và thấp. -
4:07 - 4:12Lợi thế của linh kiện bán dẫn chính là
tính hiệu quả và độ rắn của nó. -
4:12 - 4:17Bởi chúng không cần làm nóng,
chúng bền hơn và tốn ít năng lượng hơn. -
4:17 - 4:22Chức năng của ENIAC giờ trở nên vượt trội
nhờ vi mạch đơn, cỡ chỉ bằng cái móng tay -
4:22 - 4:25nhưng chứa hàng tỉ linh kiện bán dẫn.
-
4:25 - 4:27Thực hiện được hàng ngàn tỉ phép toán
mỗi giây, -
4:27 - 4:31máy tính ngày nay dường như
đang tạo ra những phép màu, -
4:31 - 4:32nhưng thực sự thì
-
4:32 - 4:37mỗi phép toán lại vẫn đơn giản
như gạt một công tắc vậy.
- Title:
- Linh kiện bán dẫn hoạt động như thế nào - Gokul J. Krishnan
- Description:
-
Xem toàn bộ bài học tại: http://ed.ted.com/lessons/how-transistors-work-gokul-j-krishnan
Máy tính hiện đại đang cách mạng hóa cuộc sống của chúng ta, thực hiện những công việc mà chỉ vài thập kỷ trước đây tưởng như không thể. Điều này đã trở nên khả thi nhờ một loạt các cải tiến, nhưng có một phát minh căn bản mà hầu như mọi thứ khác đều dựa vào: linh kiện bán dẫn. Gokul J. Krishnan mô tả về linh kiện bán dẫn và cách mà thiết bị nhỏ bé này khiến cho máy tính thực hiện được những điều tuyệt vời.
Bài học: Gokul J. Krishnan, hoạt họa: Augenblick Studios.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:54
TED Translators admin approved Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Anh Pham accepted Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Anh Pham edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Anh Pham edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Linndy V edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Linndy V edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Linndy V edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan | ||
Linndy V edited Vietnamese subtitles for How transistors work - Gokul J. Krishnan |