Τι είδους υλικά χρησιμοποιούνται για την κατασκευή επεξεργαστών υπολογιστών;

Οι επεξεργαστές υπολογιστών, επίσης γνωστοί ως CPU, είναι κατασκευασμένοι από διάφορα υλικά, αλλά τα πιο σημαντικά είναι:

ημιαγωγοί:

* πυρίτιο: Αυτό είναι το πιο συνηθισμένο υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τρανζίστορ και ολοκληρωμένα κυκλώματα, τα δομικά στοιχεία των επεξεργαστών. Είναι ένας καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας υπό ορισμένες συνθήκες και μονωτή κάτω από άλλους, ο οποίος του επιτρέπει να ενεργεί ως διακόπτης.

* γερμανικό: Αυτό είναι ένα άλλο υλικό ημιαγωγών που χρησιμοποιήθηκε στα πρώιμα τρανζίστορ, αλλά είναι λιγότερο συνηθισμένο τώρα.

* αρσενίδιο γαλλίου: Αυτό είναι ένα πιο ακριβό υλικό, αλλά προσφέρει καλύτερη απόδοση σε υψηλότερες συχνότητες σε σύγκριση με το πυρίτιο. Χρησιμοποιείται σε ορισμένους εξειδικευμένους επεξεργαστές.

Άλλα υλικά:

* Χαλκός: Χρησιμοποιείται για διασυνδέσεις, οι οποίες συνδέουν διαφορετικά μέρη του επεξεργαστή μαζί. Ο χαλκός είναι καλός αγωγός και χρησιμοποιείται επειδή προσφέρει χαμηλότερη αντίσταση από το αλουμίνιο, το οποίο χρησιμοποιήθηκε σε παλαιότερους επεξεργαστές.

* αλουμίνιο: Αν και δεν είναι πλέον συνηθισμένες για τις διασυνδέσεις, το αλουμίνιο εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για ορισμένα τμήματα του επεξεργαστή, όπως ο διανομέας θερμότητας.

* χρυσό: Χρησιμοποιείται για ορισμένες επαφές και καλώδια συγκόλλησης, καθώς δεν διαβρώνεται εύκολα και είναι καλός αγωγός.

* μονωτήρες: Αυτά είναι υλικά όπως το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) που εμποδίζουν την ρεύμα της ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του επεξεργαστή.

* συγκόλληση: Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των στοιχείων μαζί στον επεξεργαστή.

* Υλικά συσκευασίας: Αυτά προστατεύουν τον επεξεργαστή από ζημιές και βοηθούν στη διάλυση της θερμότητας.

Πέρα από τα βασικά:

Οι σύγχρονοι επεξεργαστές είναι εξαιρετικά πολύπλοκες και περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα υλικών, όπως:

* τρανζίστορ: Αυτοί είναι οι μικροσκοπικοί διακόπτες που συνθέτουν τις λογικές πύλες και άλλα κυκλώματα μέσα στον επεξεργαστή.

* Μεταλλικό οξείδιο του μεταλλικού οξειδίου Τρανζίστορ πεδίου πεδίου (MOSFETS): Αυτά είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται σε CPU.

* πυκνωτές: Αυτά αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια και χρησιμοποιούνται για κυκλώματα χρονισμού και άλλες λειτουργίες.

* Αντιστάσεις: Αυτά ελέγχουν τη ροή της ηλεκτρικής ενέργειας.

* επαγωγείς: Αυτά τα αποθηκεύουν ενέργεια σε ένα μαγνητικό πεδίο και χρησιμοποιούνται σε ορισμένα κυκλώματα φιλτραρίσματος.

Τα συγκεκριμένα υλικά που χρησιμοποιούνται σε έναν επεξεργαστή μπορούν να ποικίλουν ανάλογα με το σχεδιασμό, τον κατασκευαστή και την προοριζόμενη χρήση.