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半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与缘体(insulator)之间的材料。如二管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上具有影响力的一种。物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和缘体之间的材料称为半导体。
集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。
CPU正面俯视图CPU的核心工作强度很大,发热量也大。而且CPU的核心脆弱,为了核心的,同时为了帮助核心散热,于是现在的CPU一般在其核心上加装一个金属盖,此金属盖不仅可以避免核心受到意外伤害,同时也增加了核心的散热面积(图2)。加装了金属盖的CPU金属封装壳周围是CPU基板,它将CPU内部的信号引到CPU引脚上。基板的背面有许 多密密麻麻的镀金的引脚,它是CPU与外部电路连接的通道,同时也起着固定CPU的作用(图3)。
与主频相关的还有“外频”与“倍频”这两个概念,“外频”是系统总线的工作频率,而“倍频”则是外频与主频相差的倍数,主频=外频×倍频。我们可以把外频看做CPU这台“机器”内部的一条生产线,而倍频则是生产线的条数,一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数(倍频)了。CPU的进出口速度——前端总线频率前端总线是CPU与主板北桥芯片之间连接的通道,而“前端总线频率”(FSB)就是该通道“运输数据的速度”。如果将CPU看做一台安装在房间中的大型机器的话,“前端总线”就是这个房间的“大门”。机器的生产能力再强,如果“大门”很窄或者物体流通速度比较慢的 话,CPU就处于一种“吃不饱”的状态(图5)。