Nous expliquons ce qu'est un transistor, son origine et son fonctionnement. Aussi, les types de transistors et leurs circuits intégrés.
Qu'est-ce qu'un transistor ?
On l'appelle un transistor (de l'anglais :transfer résystème, "Résistance de transfert") à un type de dispositif électronique à semi-conducteur, capable de modifier un signal de sortie électrique en réponse à un signal d'entrée, servant d'amplificateur, de commutateur, d'oscillateur ou de redresseur de celui-ci.
C'est un type d'appareil couramment utilisé dans de nombreux appareils, tels que les montres, les lampes, les tomographes, les téléphones portables, les radios, téléviseurs et surtout comme composant de circuits intégrés (puces ou micropuces).
Les transistors ont leur origine dans la nécessité de contrôler le flux de la courant électrique dans diverses applications, dans le cadre de l'évolution du domaine de électronique. Son prédécesseur direct était un appareil inventé par Julius Edgar Lilienfeld au Canada en 1925, mais ce n'est qu'au milieu du siècle qu'il pourra être mis en œuvre à l'aide de matériaux semi-conducteurs (au lieu de tubes à vide).
Les premières réalisations à cet égard ont consisté à augmenter la puissance d'un signal électrique en le faisant passer à travers deux entretoises en or appliquées sur un cristal de germanium.
Le nom du transistor a été proposé par l'ingénieur américain John R. Pierce, à partir des premiers modèles conçus par Bell Laboratories. Le premier transistor de contact est apparu en Allemagne en 1948, tandis que le premier transistor à haute fréquence a été inventé en 1953 aux États-Unis.
Ce furent les premiers pas vers l'explosion électronique de la seconde moitié du 20e siècle, qui permit, entre autres, le développement de la des ordinateurs.
Des matériaux tels que le germanium (Ge), le silicium (Si), l'arséniure de gallium (GaAs) ou des alliages de silicium et de germanium ou de silicium et d'aluminium sont utilisés aujourd'hui dans la construction des transistors. Selon le matériau utilisé, l'appareil pourra supporter une certaine tension électrique et une Température chauffage par résistance maximum.
Comment fonctionne un transistor ?
Les transistors fonctionnent sur un flux de courant, fonctionnant comme des amplificateurs (recevant un signal faible et en générant un fort) ou comme des commutateurs (recevant un signal et le coupant) de celui-ci. Cela se produit en fonction de laquelle des trois positions un transistor occupe à un certain moment, et lesquelles sont :
- Inactif. Un niveau de courant variable (plus ou moins courant) est autorisé à passer.
- En coupe. Il ne laisse pas passer le courant électrique.
- En saturation. Il laisse passer tout le flux de courant électrique (courant maximum).
En ce sens, le transistor fonctionne comme un robinet dans un tuyau : s'il est complètement ouvert, il laisse passer tout le flux du L'eau, s'il est fermé il ne laisse rien passer, et dans ses positions intermédiaires il laisse passer plus ou moins d'eau.
Or, chaque transistor est composé de trois éléments : la base, le collecteur et l'émetteur. Le premier est celui qui sert d'intermédiaire entre l'émetteur (d'où le flux de courant entre) et le collecteur (d'où sort le flux de courant). Et il le fait, à son tour, activé par un courant électrique plus faible, différent de celui modulé par le transistor.
De cette façon, si la base ne reçoit pas de courant, le transistor se trouve en position de coupure ; si elle reçoit un courant intermédiaire, la base ouvrira le flux d'une certaine quantité ; et si la base reçoit suffisamment de courant, alors le barrage s'ouvrira complètement et la totalité du courant modulé passera.
On comprend ainsi que le transistor fonctionne comme un moyen de contrôler la quantité de électricité cela se produit à un certain moment, permettant ainsi la construction de relations logiques d'interconnexion.
Types de transistors
Il existe plusieurs types de transistors :
- Transistor à contact ponctuel. Appelé aussi « pointe de contact », il s'agit du type de transistor le plus ancien et fonctionne sur une base de germanium. C'était une invention révolutionnaire, même si elle était difficile à fabriquer, cassante et bruyante. Aujourd'hui, il n'est plus utilisé.
- Transitor à jonction bipolaire. Fabriqué sur un cristal de matériau semi-conducteur, qui est contaminé de manière sélective et contrôlée avec atomes d'arsenic ou de phosphore (donneurs de électrons), générant ainsi les régions de base, d'émetteur et de collecteur.
- Transistor à effet de champ. Dans ce cas, une barre de silicium ou un autre semi-conducteur similaire est utilisé, aux bornes duquel des bornes ohmiques sont établies, fonctionnant ainsi par tension positive.
- Phototransistors. Ils sont appelés ainsi aux transistors sensibles au lumière, dans des spectres proches du visible. De sorte qu'ils peuvent être actionnés au moyen d'ondes électromagnétiques à distance.
Circuits intégrés
Les circuits intégrés sont mieux connus sous le nom de puces ou micropuces, et ce sont de petites structures de silicium ou d'autres semi-conducteurs, dans une encapsulation Plastique céramique, que l'on retrouve généralement dans les panneaux électroniques de divers appareils (ordinateurs, calculatrices, téléviseurs, etc.).
Ces circuits sont constitués de nombreux minuscules transistors et résistances placés sur une feuille, pour effectuer efficacement des tâches de manipulation d'un signal électrique, comme le amplification.