Pracovný princíp čipu možno zhrnúť do nasledujúcich odkazov na kľúč:
1.
PN Technológia spojenia a dopingu: Základom čipu je, že polovodičové materiály (ako napríklad kremík) sú dotované tak, aby tvorili oblasti P-typu (hlavne otvory) a oblastí typu N (hlavne elektróny) a tieto dva sú kombinované, aby tvorili križovatku PN. Križovatka PN má jednosmernú vodivosť a je základom komponentov, ako sú diódy a tranzistory.
Úloha tranzistora: Tranzistor je základnou jednotkou čipu. Ovláda vedenie alebo obmedzenie medzi zdrojom a odtokom cez napätie brány, aby sa dosiahla amplifikácia signálu alebo prepínanie funkcií. Jeho stav ON\/OFF zodpovedá „1“ a „0“ binárneho signálu.
2. Logická brána a návrh integrovaného obvodu
Tranzistory sa kombinujú do logických brán (napríklad a alebo, alebo nie), aby spracovali digitálne signály prostredníctvom booleovských operácií. Napríklad viacero tranzistorov môže tvoriť kladku alebo pamäťovú jednotku.
Moderné čipy integrujú miliardy tranzistorov na kremíkových doštičkách prostredníctvom litografie a leptania, aby vytvorili zložitú sieť obvodu.
3. Signal prenos a spracovanie
Tranzistory sú spojené kovovými drôtmi vo vnútri čipu a cesty sú optimalizované na zníženie parazitickej kapacity a oneskorenia. Vysokofrekvenčné spracovanie signálu sa spolieha na rýchle prepínanie tranzistorov (milióny krát za sekundu).
Ukladanie údajov sa dosahuje spúšťačmi alebo pamäťovými bunkami, ktoré ukladajú informácie prostredníctvom stavieb náboja.
4.
V scenároch, ako sú fotodetektory SOI čipov, fotóny excitujú nosiče v kremíku, izolačná vrstva (box) znižuje prienikový prúd a kovové elektródy výstupné elektrické signály, aby sa dosiahla účinná detekcia svetelného signálu.
Summary: Chip prevedie elektrické signály na binárne operácie kombináciou polovodičovej fyziky, tranzistorových spínačov a logických brán a nakoniec dokončuje výpočtové, skladovacie a komunikačné funkcie. Jeho výkon závisí od presnosti procesu (napríklad procesy nanomateriálov) a optimalizácie dizajnu.
