Wieso werden Halbleiter für die Umsetzung von logischen Schaltungen eingesetzt?
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5 Antworten
Diese sind (vereinfacht erklärt) so aufgebaut (und in winzige Mikro-Chips gebaut), dass z.B. immer unter Voraussetzung, dass an einer Seite Strom hineinfließt, dieser Bauteil dann einen anderen Stromkreis durchschaltet, d.h. eine Wenn-Dann-Schaltung. Diese kann man sehr kompliziert miteinander verknüpfen, dass ein richtiges Netzwerk, also eine Computer-Logik dadurch entsteht. Silizium z.B. ist einer dieser Halbleiter, welche nur unter bestimmten Voraussetzungen Strom durchlässt (nur von einer Seite). Da könnte man Kupfer (Leiter) nicht verwenden, denn das läßt den Strom immer durch. Bauteile dazu heißen Diode (2 Anschlüsse) oder Transistor (3 Anschlüsse). Anm: Ich habe das jetzt aus meiner Schulzeit, wo das oft vorkam, noch auswendig ohne Nachsehen niedergechrieben und hoffe, es ist eingermaßen richtig ;-)
Bauteile aus Halbleitern können zwei Zustände einnehmen: Strom fließt, Strom fließt nicht.
Damit können die logische 0 und die logische 1 elektrische dargestellt werden. Diese beiden Zustände 0 und 1 braucht man für logische Schaltungen.
nicht nur in logischen Schaltungen. Auch dort, wo analoge Signale (z.B. in elektrische Signale umgewandelte Schallschwingungen) verstärkt werden sollen, wo die Kurvenformen nicht verändert werden sollen, werden Halbleiter eingesetzt.
Bis vor fast 70 Jahren waren zur Verstärkung nur Elektronenröhren bekannt.
Eine CPU eines Computers mit Millionen von Halbleiterelementen ist heute kleiner als eine Röhre, die die Funktion eines einzigen Transistors erfüllt.
Es ist aber nicht nur der Platz, der für Halbleiter spricht. Durch die geringen Abstände zwischen einzelnen Elementen kann auch eine hohe Geschwindigkeit (Taktfrequenz) benutzt werden.
Zu erwähnen ist auch der Energieverbrauch.
Halbleiter müssen nicht mit Hammer, Feile Schweißgerät (wie bei Röhren) bearbeitet werden. Die werden u.a. aufgedampft.
Weil die Halbleiter sich wie winzige Schalter ein- und ausschalten lassen. Das braucht man, um die Logikgatter aufzubauen, die in den Schaltungen verwendet werden.
Röhrenhandys würden Räder benötigen.