Transistoren en daarvoor

We weten nu hoe je transistoren kunt gebruiken om logische poorten te maken. Maar hoe maak je nou transistoren? Dat is een onderwerp waar je een apart boek over kunt schrijven. Sinds 1947 kunnen transistoren gemaakt worden en je kunt je wel voorstellen: Des te kleiner ze zijn, des te meer je er in een chip kunt stoppen.

Vacuum buizen

Je hebt misschien wel eens gehoord van de ENIAC, een van de eerste electronische computers. Daarin werden nog geen transistoren in gebruikt voor schakelingen maar vacuum buizen. Dit waren afgesloten glazen buizen waarbinnen een (bijna) vacuum was gemaakt. Met zo een buis kan je ook schakelen door veel of weinig stroom door te laten. Zo kun je ze dus gebruiken om logische schakelingen te maken.

Vacuumbuizen uit het begin van de 20e eeuw

Grote nadelen zijn echter dat ze groot zijn en snel stuk gaan. De ENIAC kon dus niet zoals jouw mobiel een dag blijven draaien. Er zaten 18000 vacuum buizen in en je kunt je voorstellen dat er dan vaak eentje stuk gaat. Ze worden wel gebruikt in bijvoorbeeld versterkers.

Halfgeleiders (semi-conductors)

Bij natuurkunde heb je al geleerd wat een geleider en een isolator zijn. Geleiders laten electronen (stroom) goed door en isolatoren juist niet. Er zijn ook materialen zoals silicium (silicon) die hier tussenin zitten. Hierom heten ze halfgeleiders. Afhankelijk van de temperatuur zal een halfgeleider een geleider of isolator zijn. Deze eigenschap is essentieel voor het maken van transistoren. Je kun dan namelijk stroom wel of niet laten stromen en zo schakelingen maken.

Een groot voordeel hiervan is dat transistoren lang mee gaan en heel klein gemaakt kunnen worden. Bij huidige chips worden transistors gebruikt die misschien maar 10 nm (nanometer) groot zijn. Ter vergelijking: Atomen hebben groottes van 0,02 tot 0,26 nm. Dus er worden dan minder dan 100 atomen gebruikt per transistor.

Je maakt natuurlijk niet zomaar chips met zulke kleine onderdelen. Misschien heb je wel eens gehoord van ASML. Dat is een Nederlands bedrijf dat machines maakt om chips mee te maken. Zij zijn constant op zoek naar nieuwe manieren om het kleiner en kleiner te krijgen. Zullke machines worden gemaakt voor andere (heel) grote bedrijven want ze kunnen zomaar 100 miljoen euro per stuk kosten.

Wil je hier meer over weten? Kijk dan bijvoorbeeld hier:

TransistorWikipedia