أطلس السيليكونمرجع العتاد
English
المراجع/المبادئ الأساسية
الأساسيات

الترانزستورات وCMOS

مفتاح صغير يتحكم فيه الجهد. مليارات منه تتحول إلى حاسوب.

البت اتفاق على تفسير الجهد، وليس رقمًا صغيرًا مكتوبًا داخل الشريحة.
البوابة

يتحكم مجالها الكهربائي في التوصيل.

تجربة تفاعلية

ابنِ قرارًا

تعمل على جهازك
اضغط كل دخل لتبديله.
A
B
XORA ≠ B
١الخرج
جدول الحقيقة
ABXOR
٠٠٠
٠١١
١٠١
١١٠

يمكن بناء أي دالة منطقية من NAND. تركيب البوابات الصغيرة يصنع دارات اختيار وجمع وتحكم.

حدود هذا النموذج

منطق بولياني مثالي. لا يحاكي التوقيت الكهربائي والضجيج.

تتبّع الآلية

ما الذي يحدث في الداخل

١

التحكم في قناة

للترانزستور MOS بوابة ومصدر ومصرف. يغيّر جهد البوابة قابلية القناة للتوصيل. للمفتاح الحقيقي سعة ومقاومة وتسرب؛ تغيير حالته يحتاج وقتًا وطاقة.

٢

مفتاحان متكاملان

تجمع CMOS بين ترانزستورات من نوع n وp. في العاكس، يوصل المسار العلوي الخرج بالتغذية عندما يكون الدخل منخفضًا، ويوصله السفلي بالأرضي عندما يكون مرتفعًا. شحن السعة والتوصيل المتداخل لفترة قصيرة يستهلكان الطاقة عند الانتقال.

٣

إشارة رقمية يمكن الوثوق بها

الصفر والواحد نطاقان للجهد تفصل بينهما هوامش تحمّل للضجيج. يجب أن تستقر الدارة قبل لحظة أخذ العينة التالية. FinFET والبوابة المحيطة أشكال تحسّن التحكم الكهربائي؛ ولا تغيّر المعنى المنطقي للتعليمة.

العلاقةP_dynamic ≈ α · C · V² · f
استخدم ما فهمته

ما أثر ذلك في برنامجك

مهندس الأنظمة والعتاد

افهم زمن الإعداد والتثبيت وهوامش الضجيج وعدد الأحمال والمسار الحرج. النموذج الرقمي يخفي السلوك التماثلي، خصوصًا بين نطاقات الساعات.

مطوّر البرمجيات

الطاقة ليست مجرد عدد العمليات. نقل البيانات والجهد مهمان؛ تجميع العمل قد يسمح للجهاز بإنهائه ثم النوم مدة أطول.

ارجع إلى المصدر

اقرأ المواصفات الأصلية

توضح هذه المراجع العقود الأساسية وتفاصيل التنفيذ. الرسومات هنا نماذج تعليمية مبسطة.

TSMC · Transistor structuresTSMC Research
Nand2Tetris · Boolean logicHebrew University / Reichman University

واصل تتبّع الفكرة

فهمت الفكرة؟ سجّل تقدّمك.