Все мы еще с уроков информатики знаем, что информация внутри компьютера передаётся при помощи нулей и единиц, но оказалось, что большинство айтишников, с которыми я общаюсь (и довольно хороших!) слабо представляют, как же, все-таки, устроен компьютер. Как заставить песок делать то, чего мы от него хотим?
Для большинства людей познания устройства компьютера оканчиваются на уровне его составных элементов — процессор, видеокарта, оперативная память… Но что именно происходит внутри этих чёрных прямоугольничков после подачи питания — магия. В этой статье (скорей всего, даже серии статей) я постараюсь простым языком объяснить, как же устроены эти таинственные прямоугольнички.
Собираем компьютер из атомов
Путь познания мы начнем почти с самого низкого уровня абстракции — с уровня атомов. Все мы знаем, что почти вся электроника основана на кремнии, но почему же именно кремний?
По-хорошему нужно пройти полный курс полупроводниковых приборов, но я изложу принципиальные моменты, которые позволят увидеть более структурированную и ясную картину происходящего.
Орбитали и энергетические уровни
Для примера возьмем простейший атом — водород. Ядро водорода состоит из одного протона и он имеет всего один электрон, который (упростим для понятности изложения) вращается по круговой орбите. 
Вернее будет сказать, что орбита не круговая, а сферическая, то есть, электрон создает вокруг ядра оболочку. Согласно Принципу Паули, по одной такой орбите в атоме может вращаться не более двух электронов. Орбитали бывают не только сферической формы (так называемые S-орбитали), но и, например, гантелеобразной формы (P-орбитали). 
Орбитали образуют подуровни: например, две S-орбитали образуют S-подуровень, который может вместить два электрона; три P-орбитали образуют P-подуровень, он уже может уместить 6 электронов за счет взаимно перпендикулярного расположения орбиталей в пространстве. На подуровнях орбиталей более сложной формы можно разместить уже большее число электронов (D, F, G, H, I — подуровни вмещают соответственно 10, 14, 18, 22, 26 электронов).
Чем сложнее форма оболочки и чем дальше электрон от ядра, тем большую он имеет энергию. На картинке справа изображён пример энергетических уровней, которые может занимать электрон в отдельном атоме.
Последние два слова выделены не просто так: когда появляются соседние атомы, картина меняется.
Например, если мы начнем сближать два атома водорода, то система, как известно, будет стремиться к минимуму энергии. Поэтому для объединения двух отдельных атомов водорода в молекулу H2 это должно быть энергетически выгодно! И, действительно, энергетические уровни электронов каждого атома расщепляются, образуя два подуровня — верхний и нижний, которые становятся общими для теперь уже молекулы водорода. Как можно заметить, нижний подуровень обладает меньшей энергией, чем в отдельном атоме водорода, поэтому электроны его занимают и образуют молекулу, стягивая ядра, словно ремнями.
Атомы в кристалле
Если продолжать увеличивать число соседних атомов, то внутри крайних значений энергии расщеплённых уровней у двух соседних атомов появятся новые энергетические состояния (в виде дополнительной тонкой структуры). При достаточно большом количестве соседних атомов (то есть в кристалле вещества) дискретные разрешенные состояния сливаются в «полосы» — это знакомые многим валентная зона, зона проводимости и запрещенная зона.Носители заряда и проводимость
Электроны, имеющие энергию в валентной зоне, не участвуют в переносе заряда по кристаллу: они прочно «сидят» в связях, а для того, чтобы электрон мог перемещаться по кристаллу, ему нужно занять более высокий энергетический уровень. Это можно сделать, сообщив ему энергию, превышающую ширину запрещенной зоны. При этом разрывается ковалентная связь, и в валентной зоне остается вакантное место — положительно заряженная «дырка». Кремнию достаточно комнатной температуры, чтобы тепловые колебания кристалла разрывали ковалентные связи, образуя свободные носители заряда — дырки и электроны.
Полупроводники и диэлектрики
Характерные значения ширины запрещённой зоны в полупроводниках составляют 0,1—4 эВ. Кристаллы с шириной запрещённой зоны более 4 эВ обычно относят к диэлектрикам.Полупроводники p- и n-типа
Все это увлекательно, но было бы достаточно бесполезно без легирования примесями.
Если атом кристаллической решетки четырехвалентного кремния или германия заместить пятивалентным атомом элемента V группы таблицы Менделеева, то четыре валентных электрона примесного атома будут задействованы в формировании ковалентных связей. Пятый электрон не участвует в формировании ковалентных связей, он слабо связан с ядром и поэтому легко может перейти в зону проводимости и стать свободным носителем заряда, оставляя при этом неподвижный, положительно заряженный ион. Такая примесь называется донорной, а получившийся полупроводник — полупроводником n-типа (negative).Если же атом кристаллической решетки четырехвалентного кремния или германия заменить трехвалентным элементом, он сможет образовать лишь 3 из 4 ковалентных связей в решетке, так как для образования четвертой ему потребуется электрон из другой ковалентной связи. В такой комбинации образуется вакантное место — подвижная положительно заряженная дырка, и при этом остается неподвижный отрицательно заряженный ион примеси. Такая примесь называется акцепторной, а получившийся полупроводник — полупроводником p-типа (positive).
Обращаю внимание, что собственный полупроводник, полупроводник n-типа или p-типа являются электрически нейтральными и имеют равное количество положительных и отрицательных зарядов. Разница лишь в том, что у легированных полупроводников «зеркальные» электронам и дыркам заряды — это неподвижные ионы примеси, прочно сидящие в кристаллической решетке. В нелегированном полупроводнике количество свободных электронов равно количеству дырок, в легированном же (например, донорном) количество электронов превышает количество дырок, так как большая часть из них заменена на неподвижные ионы примеси.
Диод
Если соединить теперь полупроводник n-типа с полупроводником p-типа, мы получим диод. Кстати, реальный диод имеет мало общего с его схематичным изображением, но это уже другая история.
Рассмотрим, что же происходит на границе полупроводников. В n-полупроводнике высокая концентрация электронов, а в p-полупроводнике — низкая. Электроны, подобно газу, начнут перемещаться (диффундировать) из области с высокой концентрацией в область с более низкой.Аналогично будут поступать и дырки из p-полупроводника.
Вследствие перемещений возникает диффузионный ток, обусловленный градиентом концентрации носителей заряда. Переходя через границу, подвижные носители заряда обнажают неподвижные ионы примеси, которые создают «останавливающее», противоположно направленное поле или, иначе, компенсирующий дрейфовый ток.
В отсутствие внешнего поля эти токи уравновешивают друг друга. Если внешнее поле приложено по направлению, оно компенсирует поле неподвижных ионов и открывает заслонку для диффузионного тока.
Если поле приложено в противоположном направлении, оно усиливает лишь дрейфовый ток, ничтожно малый, по сравнению с диффузионным.
Таким образом мы получаем элемент, который проводит ток в одну сторону и не проводит в другую.
Резисторно-диодная логика
Раз уж мы говорим о цифровой технике, отметим, что при помощи диода уже можно реализовать логические элементы И и ИЛИ:
Но для создания функционально полной системы логических функций, на основе которой можно получить любую логическую функцию, нам не обойтись без элемента НЕ.
Для создания этого элемента нам потребуется транзистор.
Транзистор
По сути, транзистор — это схема из двух диодов, включенных встречно. В отсутствие напряжения на среднем электроде (базе) ток между другими электродами не течет.
Создав разность потенциалов между эмиттером (электродом с повышенной концентрацией носителей заряда) и тонкой базой, мы создаем поток неосновных носителей заряда из эмиттера в базу, а в случае pnp-транзистора — дырки.
Так как концентрация дырок в эмиттере повышена, а база тонкая, ее объем заполняется дырками, и она превращается из полупроводника n-типа в полупроводник p-типа, соединяя между собой эмиттер и коллектор.
Инвертор
Подключив npn-транзистор следующим образом, мы получаем инвертор: при наличии лог 1 на базе транзистор открывается и соединяет выход с землей — лог 0. При лог 0 на базе — транзистор заперт и выход подтянут к питанию — лог 1.
Таким образом мы получаем управляемый напряжением электронный ключ, который позволяет создать логический элемент НЕ, а, следовательно, и функционально полную систему логических функций.
На этой ноте заканчиваем с физикой, электронами и дырками: мы имеем всё необходимое для создания вычислительного устройства.
Как заставить логические элементы что-либо вычислять, запоминать и выполнять инструкции — в следующей статье.
Черная пятница 2017 — VDS в Москве и Амстердаме
Комментарии (73)
erydit
23.11.2017 15:14Мое дилетантское спасибо. Очень познавательно.
SlavikMIPT Автор
23.11.2017 15:26На самом деле — самое интересное будет дальше — это вводная часть, пропустить ее не позволил долг перед миром) — а то у людей такая каша в головах по этой части
Tramantor
23.11.2017 15:44К сожалению, даже после прочтения вашей, без сомнения подробной статьи, в моей гуманитарной головушке все равно нет окончательного понимания как работает магия транзисторов и диодов. Хотя некоторые вещи стали более понятны. Спасибо!
SlavikMIPT Автор
23.11.2017 16:58так для этого и есть комментарии на хабре, где можно узнать больше, чем из статьи) задавайте свои ответы
Tramantor
23.11.2017 17:51Потерял нить при переходе от того как это работает к резисторно-диодной логике.
Virtu-Ghazi
24.11.2017 18:11Ну вот смотрите: есть логика вообще, и двоичная логика в частности. Она нам говорит, что мы можем делать с абстрактными логическими понятиями «0» и «1», с помощью логических операций типа «И», «ИЛИ» и «НЕ».
А дальше, показав, что мы можем делать с реальными физическими процессами (электрическим током) с помощью полупроводников, мы переходим к тому, как «изобразить» логические понятия «0» и «1» в виде тока или напряжения, и какие электрические схемы мы можем построить, чтобы оперировать с ними по нашим законам логики с помощью заявленных выше операций.Tramantor
24.11.2017 20:15Да это в принципе понятно, не понятны схемы и уравнения которые всю эту богодельню описывают) еще было бы интересно, как начинается процесс считывания всего дерева этой логики.
«Осенью она разбрасывает семена по улицам, лежащим под ней. А когда приходит весна, ее дети встают на службу Конклаву»
heximal
23.11.2017 15:26+1С сожалению, приходится констатировать, что человечество неминуемо движется к технологической сингулярности. Вскоре не останется никого, кто бы имел представление, как работает электроника и компьютерная технология. Машины начнут самовоспроизводство.
И если произойдет какой-то катаклизм, человечество деградирует до уровня пещерной цивилизации, потому что никто не будет банально даже знать, как добыть огонь. Через тысячелетия потомки найдут после нас примитивные орудия труда и сделают вывод: наши предки обладали зачатками разума.
Wolframium13
23.11.2017 17:46Вскоре не останется никого, кто бы имел представление, как работает электроника и компьютерная технология. Машины начнут самовоспроизводство.
Спросим у машин, как у них там что работает.
Akon32
23.11.2017 19:36Вскоре не останется никого, кто бы имел представление, как работает электроника и компьютерная технология.
Да ладно? Этот прогноз навеян фантастикой. Главное, создавать документацию
во славу Бога-Машины.
WinPooh73
24.11.2017 10:18Причём второй раз воспроизвести линию технического прогресса у человечества может и не получиться: легкодоступные запасы угля, нефти и руды уже будут все использованы, а сразу стартовать с атомной энергии примитивная технология не позволит.
Akon32
24.11.2017 10:42Ветряки/ГЭС, мне кажется, относительно просты для реализации. Надо только набрать немного металлолома и топлива для переплавки. А потом энергия будет.
bigcrush
23.11.2017 16:30На схемах элементов И и ИЛИ кроме 2-х входов x1 и x2 есть ещё по одному входу. Для чего они? На схеме элемента НЕ так же непонятные дополнительные «клеммы» на входе и на выходе.
Andy_Big
23.11.2017 16:51Это плюс и минус (земля) питания схем :)
KonstantinSoloviov
23.11.2017 17:05Кстати, смех-смехом, но у автора явно не хватает двух совершенно необходимых элементов: источника нуля и источника единицы.
Andy_Big
23.11.2017 17:55Ну по крайней мере схема И действительно немного сбивает с толку, если не держать в уме что входы вот так в воздухе не висят и на них обязательно должны быть или 0 или 1 :)
bigcrush
24.11.2017 07:04Спасибо, огромное. И за дополненные схемы ниже. Понемногу начинает приходить понимание.
KonstantinSoloviov
23.11.2017 16:58+1Более лаконичного перехода от энергетических уровней к булевой логике мне встречать не приходилось
SlavikMIPT Автор
23.11.2017 17:43подзатянулась физическая часть(несмотря на все мои старания ее упростить и укоротить) — хотелось поскорее уже перейти к логике — здесь то на мой взгляд и происходит магия главная
KonstantinSoloviov
23.11.2017 19:56Надо же от чего-то отталкиваться.
В схожей ситуации я рисовал НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ элементы на полярных транзисторах — «тут 0 и тут 0, поэтому тут 1 и т.д.» уж очень хочется перейти поскорее к «магии»… :)
norlin
23.11.2017 17:03Спасибо за статью (надеюсь на продолжение), т.к. буквально на днях надумал наконец-то заполнить у себя этот пробел и убрать из головы кусочек магии.
А можно, для тех кто
в танкене знаком с обозначениями на схемах (типа меня), добавить описания и что там происходит? Например, я не понял разницу в схемах И и ИЛИ, почему в одном случае там X1+X2, а в другом – X1*X2?SlavikMIPT Автор
23.11.2017 17:16
Дополню статью — смотрите -выход Y подключен через сопротивление R к нулю — если на X1 и X2 при этом тоже нули — ток нигде не течет так как все точки схемы находятся под одинаковым потенциалом
Подадим теперь положительное напряжение U на X1 — тогда от плюса к минусу через диод и сопротивление R потечет ток, и напряжение со входа переместится на резистор — то есть на выходе будет единица, второй диод не пропустит напряжение на X2, поэтому имеем комбинацию X1 = 1, X2 = 0 Y = 1, что соответствует логическому ИЛИ. Аналогично рассуждая можно получить таблицу истинности для Иnorlin
23.11.2017 17:44В схеме "И", грубо говоря, если хотя бы один из диодов открыт (когда на нём 0), то напряжение будет через него "утекать" и не попадать на выход Y, так? А когда оба закрыты (1), то напряжение со входа +U пойдёт на Y и там получится 1?
Andy_Big
23.11.2017 17:50+1Вот, дополнил немного картинки :)
SlavikMIPT Автор
23.11.2017 17:52Здорово — не против если я их в статью вставлю?
Andy_Big
23.11.2017 17:56Да пожалуйста, конечно :)
QDeathNick
24.11.2017 03:01Спасибо. Вот бы ещё и транзистор так же понятно нарисовать.
Andy_Big
24.11.2017 04:22Если очень сильно упрощенно, то транзистор можно представить так:
Подаваемый на базу ток (логическая единица) открывает (замыкает накоротко) диод коллектора (1) и ток с коллектора на эмиттер начинает течь беспрепятственно, то есть коллектор получается замкнут на землю через диод эмиттера. Но это очень упрощенно, только для понимания работы инвертора :)
ЗЫ: ток, подаваемый на базу, тоже стекает на эмиттер.mwaso
24.11.2017 12:22Извините, вы коллектор с эмиттером в описании не перепутали? По моему работает он так: Диоды нарисованы верно, но коллекторный переход (диод) смещен в обратном направлении, закрыт. И вот чтобы открыть транзистор, надо (сместить прямо) открыть эмиттерный переход. Через него начинает течь ток. За счет того что базовый слой в транзисторах очень тонкий, носители заряда, попадающие в него, почти все попадают в область обратносмещенного коллекторного перехода и улетают в коллектор, а оставшиеся образуют ток базы, который в сотни раз меньше тока коллектора. Вот когда за счет протекающего тока потенциал на коллекторе приблизится к потенциалу эмиттера — тогда откроется и коллекторный переход — наступит насыщение — запрещенные зоны обоих переходов исчезли за счет толпы электронов, текущих через транзистор.
Andy_Big
24.11.2017 13:39Я не пытался объяснить правильную работу транзистора с точки зрения физики, а только с точки зрения логики его работы в ключевых режимах в логических микросхемах :)
Я вообще хотел сначала "водопроводную" аналогию привести :)
Otaka
24.11.2017 23:55А не мог бы кто-нибудь нарисовать эти схемы в circuits.io? Это такой онлайн симулятор электроники и ардуино, так как на ардуино там идет упор.
Я как-то год назад пытался там сделать все эти основные элементы И, ИЛИ, НЕ из обычных компонентов, и вроде бы даже что-то получилось…
https://circuits.io/circuits/3549054-logical-elements-on-bipolar-transistors
Но объединить эти элементы иерархически уже не получается
https://circuits.io/circuits/3548034-hierarhical-and-elements
Но я думаю, что не получается, так как мои познания в электронике околонулевые, и я толком не понимаю что делаю, и поэтому там какая-то ошибка.
UPD: оказывается circuits.io переезжает на tinkercad.com с тем же функционалом
norlin
23.11.2017 17:55Ага, примерно так я и понял, спасибо! "И" с обрезаной схемой сначала было как-то совсем неясно :)
Andy_Big
23.11.2017 18:02Да, И не совсем понятна с первого взгляда с висящими входами, на первый взгляд кажется, что у нее всегда на выходе должна быть 1 кроме случая нулей на обоих входах :)
don_ikar
23.11.2017 23:50Не хочу показаться профаном, но… Почему «единица» на выходе только на последней картинке, а не на всех четырёх последних? Что мешает току разветвляться и идти как сквозь открытые диоды, так и на выход схемы «И» во всех случаях? Сопротивление от последующих элементов, навешанных на выход?
impetus
24.11.2017 00:21сопротивление — диодов на землю почти 0, а к питанию — резистор большой, соотв что там по стрелке не важно — оно через диод уже фактически заземлено
don_ikar
24.11.2017 00:43+1Я понимаю, что обратно к питанию (через резистор) ток не пойдёт. :) Я про то — почему бы кроме как на землю (через диоды) ему не идти одновременно ещё и на выход? Хотя… прошу прощения, кажется дошло. :)
Andy_Big
24.11.2017 02:00Считайте, что диоды тут — прямые соединения, т.к. в прямом направлении у диода сопротивление можно считать нулевым (это не совсем так, но тут такое допущение уместно), так что если один из них (или оба) сидят на земле, то и выход, соответственно, тоже практически сидит на земле :)
CorneliusAgrippa
23.11.2017 17:30В логике (в интегральных схемах) используются полевые транзисторы, а не биполярные (как в статье) — об этом будет в следующих частях?
SlavikMIPT Автор
23.11.2017 17:36и биполярные тоже — процессоры современные конечно на полевых. Биполярный тут с целью продемонстрировать принципиальную значимость такого элемента, а не вдаваться в новые принципы, которые в итоге приведут к тому же. Дальше уже физики не будет — будем делать логические микросхемы из этого всего и их объединять. Из отдельных элементов соберем функциональные блоки и поймем для чего они нужны. Пока можете посмотреть мою старую статью по ПЛИС habrahabr.ru/post/157863
Sly_tom_cat
23.11.2017 18:00Вот именно потому, что дальше физики уже не будет можно было бы и полевые описать, как другой вариант решения проблемы инвертирования сигнала.
Тем более, что принцип работы полевого транзистора даже проще, чем биполярного.
quwy
24.11.2017 02:03Ну здрасте… Это только MOS-логика, как следует из названия, на полевых с изолированным затвором. Пусть и менее распространенные сегодня TTL или, скажем, ECL, — вполне себе биполярные.
gabin8
23.11.2017 22:13Почему кремнию нет аналогов в электронике? Реально ли сделать процессор из железа например или из алюминия?
impetus
23.11.2017 23:02Арсенид Галлия вроде доводили до состояния «можно делать некоторые микросхемы», а так — список полупроводников весьма обширен, но реально взрывное развитие электроника получила когда вышла из военных дел на массовое коммерческое применение, т.е. важнейшую роль стала играть себестоимость всей цепочки технологических процессов «от песка до впаянного чипа» при массовом супер-крупносерийном производстве (а чипы производятся сотнями миллионов штук даже всякая мелочь), а не только принципиальная возможность штучно изготовить.
impetus
23.11.2017 23:08ссыль не успел прикрепить — habrahabr.ru/company/ua-hosting/blog/259027 — как пример
M_AJ
24.11.2017 00:33Из железа нельзя, но можно из других металлов. Собственно когда-то они такими и были, на основе электровакуумных приборов (ламп) — никаких полупроводников, стекло и металл. Энергопотребление и габариты правда совсем другие :)
mwaso
24.11.2017 12:46Если говорить именно о полупроводниковых процессорах (потому что например арифмометр можно назвать процессором из железа или алюминия), то полупроводников-то есть много разных. Например на упомянутом выше арсениде галлия (GaAs) давно и массово делают СВЧ-микросхемы. Это потому, что у GaAs намного более высокая подвижность электронов, за счет чего транзисторы на нем способны работать на много более высоких частотах по сравнению с кремниевыми (десятки-сотни ГГц против единиц ГГц). Но это только в линейном режиме такие высокие частоты. Линейный режим — это когда транзистор никогда полностью не открывается и не закрывается, а колеблется где-то в промежуточном состоянии. Из-за этого через него постоянно течет ток, много энергии теряется зря. КПД лучших современных СВЧ (больше 10ГГц) усилителей приближается к 50%. Недавно вышли в массовое производство силовые транзисторы на нитриде галлия (GaN). По сравнению с кремниевыми полевыми транзисторами они требуют намного меньше энергии на переключение. Возможно, еще лет через 5 мы увидим на них процессоры с частотами около 10ГГц, если квантовая технология не захватит рынок.
eteh
25.11.2017 23:32Обеспечить реализацию четкой логики можно без потери производительности же только 0 и 1, иначе будут потери на отбраковку результатов и их пригодность, соответственно прирост всех этих гигагерцев уйдет в 0. Основная проблема реализации нечеткой логики на аналогичных кристаллах да и вообще в разработке систем — количество ошибок, их коррекция и стоимость разработки софта под конкретную систему.
QtRoS
23.11.2017 23:17+1Кстати, реальный диод имеет мало общего с его схематичным изображением, но это уже другая история.
И все же — на что похож диод в реальности? Насколько много электронов и дырок есть в диоде? Есть какое-то ограничение по сроку службы, когда диод, так сказать, истощается? В том числе про LED интересно, может ли диод высветить все свои фотоны?
qbertych
24.11.2017 00:04Современные диоды/транзисторы — это тонкие пленки. Скажем, пленка p-Si на толстой подложке n-Si.
На картинке LED, но смысл такой же
M_AJ
24.11.2017 00:13Ну, что касается LED, то это видно наглядно, они заметно тускнеют уже через несколько месяцев. Что же касается количества дырок, то по идее, это зависит от напряжения, типа полупроводника, типа примеси и его количества, ну и разумеется площади перехода того, в общем оценке поддаётся, но нужно знать конкретный диод.
impetus
24.11.2017 00:32вопрос шикарный, вроде «детский» а — хороший… Нет, «запаса» электронов-дырок нет, это тип проводимости, сами электроны исправно поставляются в количестве из подводящих проводов (и туда же утекают электроны «дырочной» проводимости) и их там — заведомо много. соотв фотоны — физически рождаются при предолении электроном барьера и перехода на другой уровень (из свободного в n-Части в хм… стуктурированный, связанный в решётке… р-части), на этот переход затрачивается энергия, часть её утекает в мир в виде фотона. сколько электронов через диод пройдёт — столько фотонов он высветит (с усушкой-утруской на дефектах), при том электрон — сам никуда не девается, только перемещается, он элементарная частица, он вечен, а фотон — рождается при смене электроном своего энергетического относительно атомов решётки состояния…
(«пока объяснял — сам понял», спасибо за вопрос.)M_AJ
24.11.2017 00:54Ну электрон все же не вечен, он анигилирует с позитроном. Да и носителей (особенно не основных) не бесконечное количество, поэтому обратный ток диода мал.
M_AJ
24.11.2017 00:59Ну то есть все правильно, и склада носителей в диоде нет, но в данный конктретный момент времени их число ограничено.
qbertych
24.11.2017 12:26Это полная чушь.
электрон все же не вечен, он анигилирует с позитроном
Электрон — стабильная фундаментальная частица, он вечен. Но если он висит в зоне проводимости (сверху), он может вернуться вниз в валентную зону, заполнив собой дырку. Дырка в итоге исчезнет.
носителей (особенно не основных) не бесконечное количество, поэтому обратный ток диода мал
В вакуумном диоде дырок вообще нет, при этом он каким-то чудом работает.
mwaso
24.11.2017 12:53Если принять, что человек разделяет понятия «позитрон» и «дырка», то он таки прав — электрон аннигилирует с позитроном. Другое дело, что в природе это встречается редко и никакого отношения к работе полупроводников не имеет.
qbertych
24.11.2017 13:41Так и протон на ускорителе можно расщепить. Что не делает его нестабильным. И, как вы заметили, к физике твердого тела относится чуть менее, чем никак.
M_AJ
25.11.2017 22:12В вакуумном диоде дырок вообще нет, при этом он каким-то чудом работает.
По совершенно другому принципу.
quwy
24.11.2017 01:58оказалось, что большинство айтишников, с которыми я общаюсь (и довольно хороших!) слабо представляют, как же, все-таки, устроен компьютер
Бьюсь об заклад, что это всякие web-формошлепы, которые не то что устройства компьютера, а вообще ничего, что происходит за пределами браузера, не знают.WinPooh73
24.11.2017 10:26Примерно как не каждый сантехник способен написать уравнение Бернулли для жидкости в трубе, или музыкант — граничную задачу для стоячих волн в струне. Помнится, меня впечатлила фраза в мемуарах летчика Ершова, когда он сказал, что знает о двигателях своего самолёта только тот факт, что их три.
impetus
24.11.2017 12:32всё ж тут мэтр, царстивие ему, чуток лукавил — что такое приёмистость или реверс и почему чрезвычайного режима нельзя много, чем чревато обледенение ВЗ и лопаток, в каких примерно условиях возможен помпаж, почему в жару вялый взлёт а в мороз затруднён запуск и т.п. — он прекрасно знал, просто гротескно показывал, что для безопасного пилотажа это немного вторично, а движками (тогда было так) занимается в экипаже отдельный человек — к нему все вопросы.
smayl1ks
24.11.2017 07:10Очень хорошо что будете делить на разные уровни абстракции, мне это понравилось читая книгу Дэвида Харрис и Сары Л. Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера». Удачи в написание продолжения.
Ktulkhu_Triediniy
24.11.2017 12:31+1Эх, поностальгировал о своих студенческих временах, повспоминал о пористом кремнии и прочих интересных материалах, которыми занимался на практике.
Спасибо автору.
Transfocatorq
24.11.2017 14:27Недавно пожилой профессор рассказывал мне, как в радиолюбительском кружке он лично изготавливал полупроводниковый кристалл и искал в нём иголкой точку с нужным сочетанием примесей, чтобы получился детекторный диод для радиоприёмника. Вот эти бы практические знания возродить, прибавить к статье и ввести в школьный курс физики класс на седьмой с лабораторной работой… мечты
qbertych
24.11.2017 15:23Transfocatorq
24.11.2017 17:16Да, помню эту статью. Я имел ввиду ещё самостоятельное изготовление карбида кремния из подручных веществ вроде плавления песка с углеродом. За давностью лет профессор уже точно не помнит, из чего именно делали карбид, но таки делали сами из доступного пацанам в пятидесятых.
Vl46
25.11.2017 23:33В советские времена одни производители за логическую «1» принимали 0 в. а другие логическую «1» +5 в. и тогда схема «И» Превращалась в схему «ИЛИ» а «ИЛИ» в «И».
Иногда работа основного устройства описывалось в положительной логике, а дополнительного в отрицательной логике. Кроме этого система адресации могла начинаться с нуля, а могла и с единицы.
Да и вообще у нас термин «Триггер» что означает «спусковой курок» приклеили к
«flip-flop», да у них много похожего, оба могут находиться в двух устойчивых состояниях. Это было так давно что теперь наверное никто не сомневается в правильности названия этого логического устройства и не будет спорить.
aszhitarev
напомнило
