Qu'est-ce qu'un transistor?

Un transistor est un composant électronique utilisé dans un circuit pour contrôler une grande quantité de courant ou de tension avec une petite quantité de tension ou de courant. Cela signifie qu'il peut être utilisé pour amplifier ou commuter (rectifier) ​​des signaux électriques ou de l'alimentation, ce qui lui permet d'être utilisé dans un large éventail d'appareils électroniques.

Il le fait en prenant en sandwich un semi-conducteur entre deux autres semi-conducteurs. Parce que le courant est transféré à travers un matériau qui a normalement une résistance élevée (c'est-à-dire un résistance), il s'agit d'une "résistance de transfert" ou transistor.

Le premier transistor à contact ponctuel pratique a été construit en 1948 par William Bradford Shockley, John Bardeen et Walter House Brattain. Les brevets pour le concept d'un transistor remontent à 1928 en Allemagne, bien qu'ils semblent n'avoir jamais été construits, ou du moins personne n'a jamais prétendu les avoir construits. Les trois physiciens ont reçu le prix Nobel de physique 1956 pour ce travail.

Structure de base d'un transistor à contact ponctuel

Il existe essentiellement deux types de base de transistors à contact ponctuel, le npn transistor et le pnp transistor, où le n et p représentent respectivement négatif et positif. La seule différence entre les deux est la disposition des tensions de polarisation.

Pour comprendre comment fonctionne un transistor, vous devez comprendre comment les semi-conducteurs réagissent à un potentiel électrique. Certains semi-conducteurs seront n-type, ou négatif, ce qui signifie que les électrons libres dans le matériau dérivent d'une électrode négative (d'une batterie à laquelle il est connecté, par exemple) vers le positif. D'autres semi-conducteurs seront p-type, auquel cas les électrons remplissent des "trous" dans les coquilles d'électrons atomiques, ce qui signifie qu'il se comporte comme si une particule positive se déplace de l'électrode positive vers l'électrode négative. Le type est déterminé par la structure atomique du matériau semi-conducteur spécifique.

Maintenant, considérez un npn transistor. Chaque extrémité du transistor est un n-type de matériau semi-conducteur et entre eux est un p-type de matériau semi-conducteur. Si vous imaginez un tel appareil branché sur une batterie, vous verrez comment fonctionne le transistor:

• le n-la région de type attachée à l'extrémité négative de la batterie aide à propulser les électrons au milieu p-type région.
• le n-région de type attachée à l'extrémité positive de la batterie aide à ralentir les électrons sortant du p-type région.
• le p-région de type au centre fait à la fois.

En faisant varier le potentiel dans chaque région, vous pouvez alors affecter considérablement le taux de flux d'électrons à travers le transistor.

Avantages des transistors

Comparé aux tubes à vide qui étaient utilisés précédemment, le transistor était une avancée incroyable. De plus petite taille, le transistor pourrait facilement être fabriqué à bon marché en grande quantité. Ils avaient également divers avantages opérationnels, qui sont trop nombreux pour être mentionnés ici.

Certains considèrent le transistor comme la plus grande invention unique du 20e siècle, car il s'est ouvert à la manière d'autres avancées électroniques. Pratiquement tous les appareils électroniques modernes ont un transistor comme l'un de leurs principaux composants actifs. Parce qu'ils sont les éléments constitutifs des micropuces, des ordinateurs, des téléphones et d'autres appareils ne pourraient exister sans transistors.

Autres types de transistors

Il existe une grande variété de types de transistors qui ont été développés depuis 1948. Voici une liste (pas nécessairement exhaustive) de différents types de transistors:

• Transistor à jonction bipolaire (BJT)
• Transistor à effet de champ (FET)
• Transistor bipolaire à hétérojonction
• Transistor unijonction
• FET à double grille
• Transistor à avalanche
• Transistor à couche mince
• Transistor de Darlington
• Transistor balistique
• FinFET
• Transistor à grille flottante
• Transistor à effet T inversé
• Transistor de spin
• Transistor photo
• Insulated Gate Bipolar Transistor
• Transistor à un électron
• Transistor nanofluidique
• Transistor de déclenchement (prototype Intel)
• FET sensible aux ions
• FET à diode épitaxique à inversion rapide (FREDFET)
• FET à électrolyte-oxyde-semi-conducteur (EOSFET)

Sous la direction d'Anne Marie Helmenstine, Ph.D.