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忙碌的半导体

2022-07-10牧之

数学大王·趣味逻辑 2022年8期
关键词:热传导激光器导电

牧之

通电后,能够传导电流的材料叫作导体;通电后,不能传导电流的材料叫作绝缘体;而你,能不能传导电流全看你的心情,你就是任性的半导体。

1 你可是个大忙人,手机里、路由器里、电视里……许多地方都有你的身影。如果没有你,许多机器都会瘫痪,无法正常运行,你身上的任务超级重!所以,请快选择你要工作的地点:

电线,跳至02。

光纤,跳至03。

2 你来到了电线中。由于你并不像导体那样有着开阔通畅的道路,高速行驶的电流在你周围发生了多起事故。在等待道路疏通的过程中,生气的电流如同发怒的公牛一般向你冲来,你瞬间就被高压电流击穿了……跳至11。

3 有了你,光纤被制造出来。光纤传输的信息需要乘坐激光“快车”,而激光由激光器中的半导体发出。这意味着,还需要一位半导体兄弟前来助阵,该请外援了!不同材料制作的半导体有不同的性能,该请哪种半导体来帮忙呢?

砷化镓,跳至04。

碳化硅,跳至05。

4 許多由砷化镓制成的半导体进入了激光器中,但任务还没有结束。激光器是把电转化为光的装置,没有电的激光器该怎么运作呢?你还需要将太阳光转化为电,为此,你和砷化镓半导体需要成为:

太阳能电池板的一部分,跳至06。

热传导发电机的一部分,跳至07。

5 硅是间接带隙半导体,并不会发光,所以含硅的半导体并不能用于制造激光器。碳化硅把电能转化成大量热能,激光器被烧毁了!你需要赔偿通信公司的巨额损失,跳至12。

6 砷化镓具有很高的光电转换率,非常适合制作太阳能电池。经过一阵忙碌,你终于成功将信号通过光纤传递到路由器中,让另一端的机器人能“上网”并动起来。

但机器人却像个无头苍蝇一样,四处乱跑,撞坏了许多东西。看样子是缺失了:

传感器,跳至08。

逻辑芯片,跳至09。

7 热传导发电机能将温度差转换为电能,半导体在其中扮演制冷的角色。但热传导发电机转换效率极低,并且砷化镓的热传导率不高,热量传递速度慢,制冷效果差。为了制造更大的温度差,你不断地提升温度,跳至11。

8 传感器能将外界信息转换为机器能理解的电信号。你充当了机器人的传感器,它终于能“看见”了。

机器人会将信息转化为二进制进行计算。半导体制作的场效应管导电时会亮起,代表1;不导电时会熄灭,代表0。此时机器人前方100米处有正在行驶的汽车,为了表达“100”这个数,场效应管应该亮起多少次?

3次,跳至10。

4次,跳至13。

9 逻辑芯片是机器人的大脑,缺少逻辑芯片的机器人无法处理数据,更无法行动。装上你制作的逻辑芯片的机器人依旧什么也看不见,径直地朝高速行驶中的汽车走去,跳至13。

10 在你的指挥下,机器人躲过了疾驰的汽车,你成功地阻止了一场车祸。解决机器人的麻烦后,根据日程安排,你还需要去手机中负责存储和显示图片,去通信基站中帮助传递信号……跳至14。

11 高温让你的内部开始熔化。事故现场的人们及时将你送进了维修中心,你才保住了性命。但你变成了“植物人”,失去了导电的特性,变成了一块电阻,只能在维修中心度过下半生。

12 为了还债,你一次性接了大量的任务。但由于你的疏忽,时常进错工作间,导致大量电器损坏。经计算,半导体的使用寿命约为10年,你每天需要工作24个小时才能还清债务。

13 机器人被撞成了无数碎片,汽车碰撞泄漏的汽油被电火花点燃了,巨大的爆炸声在城市中响起,大火蔓延到了路旁的店铺,城市陷入了混乱中。

14 不管是飞上太空的,还是深海巡航的,每种机器都在呼唤着你。现代人类已经越来越离不开你,所以请按时吃饭睡觉,照顾好自己。还有,不要进错工作场所哟!

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