UC头条：芯片是如何工作的？给大家简单的分析下

芯片是如何工作的呢，工作原理是什么呢？

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这是一枚封装好的芯片，内部有数十或者数百亿晶体管组成的集成电路。当我们在显微镜下放大，可以看到内部像一座城市一样复杂，集成电路是一种微型电子器件或者部件，其采用一定的工艺，把一个电路中所需要的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互联一起，制作在一小块或者几小块半导体晶片或者介质基片上，形成结构上紧密联系的、内部相关的电子电路，我们以最基础的分压电路为例，来说明下它是怎么在芯片内部实现和产生作用的。

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集成电路可以做小完全得益于半导体工艺，纯硅是半导体，这意味着导电的能力要比绝缘体好，但不如金属。所以移动电荷数量少是使得硅成为半导体的原因。但是芯片工作却少不了一个秘密武器---掺杂。硅有两种掺杂类型，分别为P型和N型。N型的硅靠电子导电（电子带负电），P型的硅靠空穴导电（有大量带正电的空穴），那分压电路中的开关在芯片中长什么样子，怎么工作的呢？

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在集成电路中负责开关功能的是晶管体，这是一种电子开关，常见的有MOS管，而MOS管在芯片中就是由N型和P型半导体制成，在P型硅的基底上制造出两个N型硅区域，这两个N型硅区域就是MOS管的Source极、Drain极，然后再在Source、Drain中间区域的上方制造一层二氧化硅，再在二氧化硅上盖一层导体，这层导体就是MOS管的GATE极。P型材料有大量空穴，只有极少的电子，而空穴带的是正电，所以这部分区域带正电的空穴占主导，有少量带负电的电子，N型区域，就是带负电的电子占主导。

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我们以水龙头来类比一下，最右边的是Source，我们叫源极，就是水源流出的地方，中间的是GATE极，就叫栅极，相当于水阀。左边的叫漏极，就是漏水的地方，和水流一样，电子也是从源极流向漏极，然后中间有个阻碍，就是P材料，P材料有大量带正电的空穴，电子碰到空穴就中和了，过不去了。那怎么办呢？我们可以在栅极加一个正电，把P型材料里带负电的电子吸过来，虽然P型材料中电子不多，但是栅极加一个正电，还是能吸来一些电子，形成一个通道，让电子通过。总结下就是，源极是电子的源头，源源不断的提供电子流向漏极，但能不能通过要听栅极的。栅极就像一个阀门，一个开关，控制着MOS管的打开和关断，这就是MOS管作为电子开关的原理。

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电子开关现在都知道了，再看下电阻的实现方式，现在P型硅的基底上制造一块N型区域，再用金属把N型区域的两端引出，这样子N1、N2就是电阻的两端了，所以说分压电路的集成电路就是用金属把我们刚刚讲的MOS管和电阻,按照电路的连接关系在硅片上把它们连接起来。

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举一反三，就算是在复杂的电路，它的集成电路实现方式也会类似的，那就是在硅片上制造出电路中所需的各种器件，然后用金属把它们按照设计要求进行连接，这样就可以工作啦~