14/10/2005

Le transistor des processeurs

Le transistor des processeurs
 

Comment vous parler tous les jours de CPU sans vous expliquer la nature et le fonctionnement de la pièce maîtresse qui se chiffre par millions : le transistor. Le transistor MOS pour (Metal Oxyde Semiconductor) a la particularité de se composer d’un barreau de semiconducteur dopé P ou N sur lequel on fait croître par épitaxie une mince couche d’isolant, (silice) laquelle est surmontée d’une électrode métallique. (Pour info lire ou relire le chapitre IV sur l’épitaxie en cliquant sur ce lien)

http://histoire-du-micro-processeur.skynetblogs.be/?date=... 

Les composants MOS chauffent peu, c’est pour cette raison que les puces acceptent un très grand nombre de transistors.

 

Pour ce qui est de l’histoire, la première description du transistor IGFET (Insulated Gate Field Effect Transistor) a été réalisée en 1926 (Lilienfield). La première fabrication date de 1960 (Kaghn et Attala). Le Transistor (MOSFET en anglais Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor) en français (Transistor à Effet de Champ (à grille) Métal-Oxyde) a sa grille isolée du canal par une couche de dioxyde de silicium. Le transistor MOFSET trouve ses applications dans les circuits intégrés logiques (voir algèbre de Boole fonctions logiques pour les matheux), mémoires, microprocesseurs et en particulier avec la technologie CMOS(1). Il est aussi employé dans l'électronique de puissance comme dans les alimentations à découpage, variateurs de vitesse etc... Il possède quatre électrodes représentés sur la (photo en haut a gauche de l’article) :

 

La source : c’est le point de départ des porteurs = EMETTEUR.

Le Drain : c’est le point des collectes des porteurs = COLLECTEUR.

La Gate : c’est la grille = COURANT.

Le Body : c’est le Substrat = BASE.

 

Simplement comment sa fonctionne un transistor.

 

Un transistor fonctionne comme un interrupteur. Quand le COURANT électrique qui circule dans la BASE est faible, le COURANT de l’ÉMETTEUR ne peut atteindre le COLLECTEUR : l’interrupteur est en position « OUVERT » (en haut). Si le COURANT de la BASE est plus fort (en bas) le COURANT de l’ÉMETTEUR peut passer dans le COLLECTEUR, et l’interrupteur est en position « FERMÉ ». C’est ce que l’on nomme le table de vérité.

 

Une table de vérité est un tableau qui représente des entrées en colonne et des états BINAIRE(2) 0 et 1, FAUX ou VRAI, ÉTEINT ou ALLUMÉ. Une sortie, également représentée sous forme de colonne, est la résultante des états d'entrée, elle-même exprimée sous forme d'état binaire. C’est le seul langage que peut décrypter le processeur, le LANGAGE BINAIRE. 1, (un) est l’entier naturel suivant zéro et précédent 2. 0 (zéro) est l’entier naturel précédent 1. A savoir quand mathématique un entier naturel aussi appelé nombre naturel est un nombre ENTIER et POSITIF, comme 0, 1, 2, 3, 4, 5... 12, 512, 2 x 10. Il s'agit donc de nombres qui permettent de compter les objets quand ils sont en quantité discrète ; par exemple, les doigts, les feuilles d'un arbre. Ils ne permettent pas de mesurer des quantités continues comme une longueur, un volume ou une masse.

 

Conclusion de cet article

 

Il faut retenir de cet article :

 

1) Que les transistors des processeurs sont des composants électroniques microscopiques capables d’amplifier un courant électrique ou d’agir comme interrupteurs, ou plus communément de relais. Ces relais comme on a pu le voir sont dits « OUVERT » ou « FERMÉ » alors quand réalité ils ne sont jamais complètement fermés puisqu’il y a en permanence du courant dans le système. La seule certitude que l’on peut leurs attribuer, c’est qu’ils ont deux états bien distincts, ils sont donc aptent à manier l’unique langue que l’ordinateur comprenne : celle des nombres binaires.

 

2) Que le système binaire s’articule en une succession de 0 et de 1, et ce langage qui peu paraître de prime abord limité en termes de combinaisons, est plus que nécessaire et suffisant, c’est même la charpente de toute la civilisation informatique.

 

3) Qu'un faible voltage appliqué a un transistor est perçu comme un 0, un fort voltage  comme un 1, et que dans cette configuration le transistor devient l’équivalent d’un chiffre binaire, ou bit, qui est l’unité de base de l’informatique.    

Le dico des définitions

CMOS(1) = Complementary Metal Oxide Semi-conductor ou CMOS est un type de composant électronique à faible consommation électrique. A l'instar de la famille TTL ces composants sont en majeure partie des portes logiques (NAND, OR ...) L'adjectif Complementary provient du fait qu'un circuit est composé de deux ensembles de transistors à effet de champ N et P placés de manière symétrique réalisant chacun la même fonction. Du fait de leur caractéristique de fonctionnement inversée, un groupe est passant alors que l'autre est bloquant.

BINAIRE(2) = Le système binaire est un système de numération utilisant la BASE 2 (2, deux est l’entier naturel suivant 1 précédent 3).  On nomme ces chiffres couramment  les chiffres de la numérotation binaire BIT de l’anglais (Binary Digit) en français (chiffre binaire). Ceux-ci ne peuvent prendre que deux valeurs, notées par convention 0 et 1.

Si vous avez des questions concernant cet article, posez les dans commentaires en bas à droite.  


11:21 Écrit par CPU History-fr | Lien permanent | Commentaires (1) |  Facebook |

Commentaires

Géniale ! Merci.

Écrit par : Noterbel | 27/11/2006

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