要說半導體為什麼重要，以結論來說就是...手機裡面一堆重要的部分都是半導體做的阿，電腦也是半導體做的，還有一大堆~如果說鋼鐵是現代人做出任何東西骨架的材料，那半導體就是做出任何有智能的材料
好，不要這麼不負責任來細說，半導體可以很便宜的實現運算與記憶，或是說可以做電腦，人造的智能。所以說半導體做的電腦可以算數學、可以算畫面(電動)、可以記憶(存你的相片)，反正好像很萬能，那下面就來講一些半導體大概事怎麼做到這些神奇事情的半導體做運算
前一篇說有天才找到操縱半導體導電性的方法，讓半導體可以自由被控制變成可以導電跟不導電的狀態，這代表半導體可以做開關，對，就是可以決定電要過或是不過的開關。只要變成不導電的狀態就是關，變成導電就等於開，這很簡單對吧
不過可不要小看這個開關，因為開關可以算數學。
CMOS結構
在說怎麼算之前來介紹一下現代用的設計結構，這就跟古代人蓋房子有半穴居、有高腳屋、有搭帳篷，不過現代人基本上住的大樓都長的一樣，這就是因為現代人認為這種房子最有效率，也就是CP值最高啦~而現代電腦中用的設計結構基本上就都是CMOS結構。這個C代表Complementary，就是互補的意思，而MOS就是將半導體做成開關的一種方式(結構)，MOS的細節之後再說。
所以我們簡單把CMOS翻譯成互補式開關設計，我們會用兩種相反的開關同時拿來設計，這就叫互補的原因啦。而這兩種是P的MOS，就是positive的MOS(開關)與N的MOS，也就是negative的MOS(開關)
https://vlab.amrita.edu/index.php?sub=59&brch=165&sim=270&cnt=1
這上面兩個開關，也就是P的MOS寫成PMOS與NMOS都各有三個端點，分別標記為S(Source源極)、D(Drain汲極)、G(Gate閘極)
可以這樣想，把這個MOS當作一個水閘的閘門，如果Gate就是控制水閘的開關，而如果水閘打開，水流(電流)就會從源頭(Source)流向尾端取水口(Drain)
而這水閘有兩種，PMOS是當你給他一個低電壓，例如接地他就會打開，而NMOS則是給高電壓，例如接上電源才會打開，這兩種開關一起給電壓時，一定會是一個開一個關，只要我們從電源(英文稱為Vdd)到電路的本身的地(英文稱為Vss，或是就叫地ground, GND)一定接上同時兩種開關，這個電路就不會有接把電源接到地的漏電可能，也代表不會有電被浪費掉啦，這也是CMOS設計一統天下的原因
https://electrotopic.com/difference-between-nmos-pmos-and-cmos-transistors/
怎麼用開關算數學
剛剛上面如果沒看懂建議再看一次，因為下面會用到。
要知道電腦是用二進制來運算，就是電腦中不像我們十進制有從0~9共十個數字，超過才會進位，例如1+9=10，這就從一個位數變成兩個(進位了)。而電腦是1+1=10，這就是進位，畢竟二進制中沒有2，所以二進制中的10換成十進制就是2。
好了扯遠了，二進制是啥米其實不知道也不會怎樣，但有件事很重要的就是，有數學家證明，可以做加跟乘就能做減跟除，就是在數學上我們證明了，你可以做某些運算，就能拚成其他種類的運算
現在就拿開關做一個基本的Not運算給大家看，Not就是0變成1，1變成0這樣
我們可以來推一下這個電路，如左圖，如果你輸入端(Vin)給Vdd(電源)，那上面的PMOS就會關閉，下方的NMOS就會打開，也就是輸出端(Vout)等效接Gnd，就是輸出Gnd
反之如右圖，輸入端(Vin)給Gnd，那上面的PMOS就會打開，下方的NMOS就關閉，也就是輸出端(Vout)等效接Vdd，就是輸出Vdd
就是這樣一個Not運算就完成了~同樣的加跟乘也可以用類似概念做出來，由於這是入門，就不講這麼細節的事了，總之你要相信，開關就可以做運算，而且這些MOS開關的速度超極快，不用一個奈秒就可以開關完成了，也就是我們每秒鐘可以進行上億次的運算，這開關還不會磨損之類的壞掉，真的是超級強大對吧
這也是半導體之所以了不起的最大原因，半導體可以算數學
