Wafer-Fab wird geladen...
Bitte drehe dein Gerät in den Querformat-Modus.
Charge the gate to switch silicon on and off in this free online transistor game about semiconductors and digital logic.
Gate Charge ist ein kostenloses Online-Transistorspiel, in dem du die Gate-Elektrode eines MOSFET spielst, den Baustein jedes Computerchips. Du hältst die Gate-Spannung im Sweet Spot, dotierst Siliziumbahnen mit Elektronen und Löchern, bildest einen p-n-Übergang und leitest eine Flut von Ladungsträgern durch den Kanal, während du Wärme und Kristalldefekte abwehrst. Dieses Halbleiterspiel verwandelt Festkörperphysik in eine Arcade-Herausforderung.
Jede Mechanik bildet echte Physik ab. Elektronen sind die negativen Träger, die entstehen, wenn Phosphor-Dotierstoffe ein zusätzliches Elektron ins Leitungsband spenden und so n-Silizium erzeugen. Löcher sind die positiven Träger, die Bor-Dotierstoffe in p-Silizium hinterlassen. Wo beide Regionen aufeinandertreffen, entsteht ein p-n-Übergang mit eingebauter Verarmungszone, die Struktur in Dioden, Solarzellen und Transistoren. Photonen mit genug Energie, um die 1.12-Elektronenvolt-Bandlücke von Silizium zu überwinden, schlagen Elektron-Loch-Paare frei, weshalb eine Solarzelle aus Licht Strom macht. Phononen sind gequantelte Gitterschwingungen, die Wärme selbst, und sie streuen Träger. Lawinenspitzen modellieren den Durchbruch, wenn Übersteuerung Träger beschleunigt, bis sie noch mehr Träger freischlagen.
Das ist wichtig, weil der Transistor das meistproduzierte Objekt der Menschheitsgeschichte ist. 1947 in den Bell Labs erfunden, ersetzte er empfindliche Vakuumröhren und steckte Radios in Taschen und Computer in Telefone. Ein moderner Prozessor enthält zig Milliarden Transistoren, die milliardenfach pro Sekunde schalten, und Solarzellen, LEDs, Kamerasensoren und Touchscreens laufen alle mit derselben Bandlücken-Physik, die du gerade gespielt hast.
Klassenstufe: Mittelstufe, Oberstufe
Entdecke weitere kostenlose Wissenschaftsspiele bei Science Games Lab