¿Cómo funcionan los transistores dentro de un procesador?

Transistor
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Un procesador está compuesto de miles de millones de diminutos transistores. Estos actúan como unidades muy básicas de procesamiento, que al combinarse son capaces de llevar a cabo todas las operaciones que realiza un PC moderno.

La arquitectura de un micro, no es más que la organización de la conexión de estos pequeños dispositivos. Las interconexiones harán que sean capaces de llevar a cabo un tipo de tareas u otras.

Es muy importante entender que aunque la arquitectura puede hacer que dos procesadores sean complemente diferentes las unidades básicas, los ladrillos por así decirlos, que los componen, los transistores, funcionan en ambos de manera idéntica.

¿Todos los transistores son iguales?

No todos son iguales, ni siquiera de tamaño. Por ejemplo, dentro de un microchip los transistores necesitan tener una alimentación, una corriente eléctrica que pase por ellos. Esta, está controlada por unos transistores que se denominan de carga. Estos deben de ser capaces de llevar por su interior toda la corriente que alimenta los distintos bloques. Por lo tanto estos deben de ser de un tamaño mayor que los transistores normales.

¿Cómo funciona un transistor?

Un transistor es un dispositivo que tiene tres conexiones. La corriente pasa a través de dos ellas siempre y cuando la tercera exista una diferencia de voltaje con cualquiera de las otras.

En definitiva, un transistor no es más que un interruptor, muy, muy rápido. Esta sencilla funcionalidad le permite ser capaz de llevar a cabo cualquier tipo de operación lógica o matemática.

Al ser capaz de controlar una corriente usando un voltaje el transistor es capaz de jugar con estas dos magnitudes.

De aquí surge su nombre, ya que transistor viene de juntar las palabras transfer resistor es decir, es capaz de transferir una determinada resistencia. Puede en un momento bloquear una corriente, funcionando entonces como una resistencia muy grande, o dejarla correr pasando a tener una pequeña resistencia.

La conexión entre los transistores puede ser entre cualquiera de sus tres terminales. Dependiendo de cómo se conecten serán capaces de realizar una u otra función.

Si te es complicado llegar a ver como un dispositivo con tres terminales es capaz de hacer tanto, piensa que un microprocesador puede tener sin problemas mil millones de transistores, con lo cual lo que en esencia es un sencillo elemento se complica más y más con la arquitectura.

¿Qué partes componen a un transistor?

Las tres conexiones son el drenador, el surtidor o fuente y la puerta. El voltaje sobre la puerta es el que controla la corriente entre el surtidor y el drenador.

Para un dispositivo digital, como es un procesador, lo que importa es la activación o desactivación de esas señales. Sin embargo para uno analógico, como por ejemplo un amplificador, si es esencial la amplitud de esos voltajes y corrientes. Por esta razón los dispositivos analógicos suelen tener una mayor variedad de elementos como bobinas, condensadores, resistencias.

¿Cambian los transistores con las mejoras tecnologías?


Los transistores han cambiado muchísimo a lo largo de los años. Por poner un ejemplo, en los procesadores Ivy Bridge de Intel tenemos los transistores de triple puerta. En estos en vez de tener una sola puerta, tenemos tres puertas de tal forma que se mejoran aspectos como la corriente y voltaje necesarios para hacerlos funcionar.

Esto lleva a que puedan realizar su trabajo con menos potencia que sus antecesores.