Ποια ιδιότητα του υλικού που χρησιμοποιείται στα τσιπ υπολογιστών κάνει τότε χρήσιμο ως διακόπτες που ανοίγουν και απενεργοποιούν την ηλεκτρική ενέργεια;

Η ιδιότητα του υλικού που χρησιμοποιείται στα τσιπ υπολογιστών που τα καθιστά χρήσιμα ως διακόπτες που ενεργοποιούν και απενεργοποιούν την ηλεκτρική ενέργεια είναι η ημιαγωγιμότητα . Οι ημιαγωγοί είναι υλικά που έχουν ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ εκείνης ενός αγωγού και εκείνης ενός μονωτή. Αυτό σημαίνει ότι η ροή του ηλεκτρισμού μπορεί να ελεγχθεί σε έναν ημιαγωγό προσθέτοντας ή αφαιρώντας ακαθαρσίες ή εφαρμόζοντας ηλεκτρικό πεδίο.

Το πιο κοινό υλικό ημιαγωγών που χρησιμοποιείται στα τσιπ υπολογιστών είναι το πυρίτιο. Το πυρίτιο είναι ένα σχετικά άφθονο στοιχείο που μπορεί εύκολα να υποστεί επεξεργασία σε λεπτά, επίπεδα φύλλα. Τα τσιπ πυριτίου κατασκευάζονται με την προσθήκη ακαθαρσιών στο πυρίτιο για τη δημιουργία περιοχών διαφορετικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Αυτές οι περιοχές στη συνέχεια συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν κυκλώματα που μπορούν να εκτελέσουν λογικές πράξεις.

Όταν μια τάση εφαρμόζεται σε έναν ημιαγωγό, δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο που προκαλεί τη ροή των ηλεκτρονίων. Η ποσότητα του ρεύματος που ρέει εξαρτάται από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και την αγωγιμότητα του ημιαγωγού. Με τον έλεγχο του ηλεκτρικού πεδίου και της αγωγιμότητας του ημιαγωγού, είναι δυνατή η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του ηλεκτρισμού.

Αυτή η ικανότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας είναι αυτό που κάνει τους ημιαγωγούς χρήσιμους ως διακόπτες σε τσιπ υπολογιστών. Οι διακόπτες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ροής δεδομένων σε έναν υπολογιστή. Ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας την ηλεκτρική ενέργεια, οι διακόπτες μπορούν να εκτελούν λογικές λειτουργίες όπως AND, OR και NOT. Αυτές οι λειτουργίες είναι τα βασικά δομικά στοιχεία όλων των ψηφιακών υπολογιστών.