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Halbleiter in der Technik

Zwei Aufgaben zu Transistorzahlen, Strukturgrößen im Nanometerbereich und der dabei entstehenden, sorgfältig abzuführenden Abwärme. Mit ausführlichem Lösungsweg zum genauen Nachvollziehen.

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Transistoren auf einem Prozessorchip

AFB I–II

Ein Prozessorchip misst 12 mm × 10 mm und enthält 15 Milliarden Transistoren. Die kleinste Strukturgröße der Fertigung beträgt 5 nm.

  1. Nennen Sie die beiden Grundfunktionen, die ein Transistor in einer Schaltung übernehmen kann.
  2. Berechnen Sie die mittlere Anzahl der Transistoren je Quadratmillimeter Chipfläche.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Eine Funktion betrifft das Ein- und Ausschalten eines Stromwegs, die andere das Steuern eines großen Stroms durch ein kleines Signal.Nennen verlangt nur die Aufzählung — keine Erklärung und kein Beispiel.
Hinweis zu Aufgabe b)
Bestimme zuerst die Chipfläche in mm². Teile dann die Transistorzahl durch diese Fläche und schreibe die Zahlen als Zehnerpotenzen.