一秒開關幾十億次還不會壞？一起看看什麼是電晶體

手機和筆電最深處的晶片裡面其實沒有齒輪，裡面是密密麻麻、擠了幾百億個超小顆的微小開關，就是大家常常聽到的——電晶體（Transistor）

為什麼說它是「無實體開關」？

平常我們在房間開燈，或按延長線那個紅紅的開關，原理都超直覺，手按下去，裡面的鐵片碰在一起，過電了燈就亮；再給它按一下，鐵片彈開斷電，燈就滅掉

但這種傳統的開關有兩個缺點，1.它一定要有「動作」，不是手去按就是要有彈簧在那邊；2.它動作其實很慢而且容易壞，按久了那個金屬片一定彈性疲乏直接卡死，電晶體厲害就厲害在，它裡面沒有任何會動的零件！

它根本不需去按，而是直接「用電去控制電」，只要在控制端給它一點點微弱的電壓，內部的半導體就會瞬間打通一條路讓電流衝過去；電壓一拿掉，這條路會馬上封閉，中間完全沒有任何實體的物理摩擦，所以一秒鐘可以開關幾十億次（對!!就是我們常在講的幾 GHz 那種等級），而且永遠不會有零件磨損的問題!!!

電晶體到底怎麼動的？

其實就像「電子的水龍頭」，想像成家裡的水龍頭：

進水地方（源極 Source）： 電子排隊進來的入口

出水地方（汲極 Drain）： 電子流出去的出口

水龍頭把手（閘極 Gate）： 控制開關

平常水龍頭關緊緊的，水（電流）過不去，只要稍微給它一點點電壓，就像伸手把水龍頭轉開一樣，裡面的通道就會被電場給吸開，電子就嘩啦啦直接流過去；電壓一放掉，水龍頭就又會馬上自動鎖死

只會開跟關，這樣要怎麼變成「電腦大腦」？

這個關鍵就是我們常聽到的二進位啦～

開（通電） 算它是 1

關（斷電） 算它是 0

工程師只要把幾個開關隨便接一接，就可以玩出很多邏輯了：

「兩個開關都要打開，電才過得去」 ➜ 這就是 AND（且）

「只要隨便一個打開，電就過得去」 ➜ 這就是 OR（或）

「開的變關的、關的變開的」 ➜ 這就是 NOT（反向）

把這些基礎的開關邏輯兜在一起，就可以做出會算加減乘除的電路！然後再想辦法把幾百億個這種微型水龍頭，全部硬塞進一塊指甲大小的晶片裡面，這顆晶片就可以拿來變成我們現在天天在用的超猛CPU跟GPU了喔！