得分： 0
结健康度
时间： 90
调节栅极。把载流子引入沟道。小心热量！
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关于 Gate Charge

Charge the gate to switch silicon on and off in this free online transistor game about semiconductors and digital logic.

Gate Charge 是一款免费的在线晶体管游戏,你扮演 MOSFET 的栅电极——每个计算机芯片的基本构件。你把栅极电压保持在最佳点,用电子和空穴掺杂硅通道,形成 p-n 结,并在拍开热量和晶体缺陷的同时,把载流子洪流引导穿过沟道。这款半导体游戏把固体物理变成了街机挑战。

每个机制都对应真实物理。电子是磷掺杂剂向导带捐献多余电子时释放的负电荷载流子,由此形成 n 型硅。空穴是硼掺杂剂在 p 型硅中留下的正电荷载流子。两个区域相遇处形成带有内建耗尽区的 p-n 结,这是二极管、太阳能电池和晶体管内部的结构。能量足以跨越硅 1.12 电子伏特带隙的光子会打出电子-空穴对,这就是太阳能电池用光发电的原因。声子是量子化的晶格振动,即热量本身,它们会散射载流子。雪崩尖峰模拟击穿:过驱让载流子加速,直到撞出更多载流子。

之所以重要,是因为晶体管是人类历史上产量最高的物件。1947 年发明于贝尔实验室,它取代了脆弱的真空管,把收音机装进口袋、把计算机装进手机。一颗现代处理器容纳数百亿个晶体管,每秒开关数十亿次,而太阳能电池、LED、相机传感器和触摸屏全都运行在你刚玩过的同一套带隙物理之上。

核心科学概念

你将学到

适用年级: 初中、高中

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玩法介绍

  1. 引导载流子 电子和空穴向晶体管漂移。让它们抵达沟道以获得电流和分数。点击可加速。
  2. 调节栅极 栅极电压会随噪声漂移。点击 HUD 仪表将其保持在绿色窗口内,否则载流子会被阻挡。
  3. 掺杂晶圆 点击掺杂原子注入载流子。两种极性各掺杂一次即可形成 p-n 结奖励。
  4. 拍掉热量与缺陷 声子、晶体缺陷和雪崩尖峰会损害结健康度。在它们落地前点击消灭。
  5. 收集光子 击中晶圆的光子会产生电子-空穴对。引导它们进来拿大奖分数。
  6. 保存你的芯片 存活 90 秒,保住结健康度,随时退出以保存分数。

常见问题

Gate Charge 是免费的吗？
是的。Gate Charge 在浏览器中完全免费。无需下载、安装或注册账号。
Gate Charge 适合哪个年级？
Gate Charge 专为 初中、高中 学生设计，适合课堂活动或课后作业。
Gate Charge 可以在手机和平板上玩吗？
可以。Gate Charge 可在任何现代浏览器中运行，支持台式电脑、Chromebook、平板和手机（横屏模式）。

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