Le transistor (1947)

Le terme transistor provient de l’anglais transfer resistor (résistance de transfert).
Transistor actuel
Le premier transistor créé en 1947
Symbole électrique d'un transistor

Théories fondamentales

Détails plus bas

  • Mécanique quantique (≃1910)
  • Physique du solide (≃1920)

Principe théorique

Bloch, Seitz et Wigner
En 1930

Inventeurs

Bardeen, Brittain, Shockley
En 1947
Prix Nobel de physique en 1956

Applications

  • Electronique (circuit intégrés, AO)
  • Télécommunications optiques

Quelques chiffres :

  • 50 milliards de dollars : somme dédiée par les Etats-Unis pour créer le premier transistor. Beaucoup de ses fonds furent injectés pour arriver à purifier le germanium.
  • 20 cm : taille du premier transistor faisait un vingtaine de centimètre.
  • 45 000 000 transistors/mm : Concertation des transistors sur un circuit imprimé en 2018.
  • 10-7 euros : cout approximatif d’un transistor de nos jours.
Plus de détails ci-dessous

Composition d'un transistor

Aujourd’hui, les transistors (NPN, PNP, FET…) sont essentiellement fabriqués à base de silicium (Si) : matériau peu sensible à la chaleur, plus facile à manipuler et en abondance sur Terre.

Ces atomes de silicium sont associés avec des atomes de phosphore ou de bore à cause de leur place dans le tableau de Mendeleiev. Cela permettra de créer des zones dopées négativement N ou positivement P.

Une partie dopée P

Une partie du transistor sera dopée «P» comme positif. En associant du silicium (Si) avec des atomes de Bore (B), on crée des «trous» ou quasi particules positives.

Une partie dopée N

Une partie du transistor sera dopée «N» comme négatif. En associant du silicium (Si) avec des atomes de Phosphore (P), on crée des «électrons libres».

Principe de fonctionnement d’un transistor à effet de champ

Avec un transistor, on peut moduler le flot d’électron sur une épaisseur de 100 nm en fabriquant une valve qui permettra de stopper ou de laisser passer le flot d’électron dans un canal.

Ci-dessus, un transistor à effet de champ (FET) constitué d’un canal (rose) où s’écoule les charges (ici des électrons libres mais cela peut être aussi des trous) entre la source S et le drain D. L’application d’un champ électrique (flèches rouges) entre la grille G et le canal à travers l’isolant (bleu clair) permet de contrôler le courant dans le canal.

Cela permet de contrôler le courant dans le canal et de définir le «0» (absence de courant) et le «1» (passage du courant) du langage binaire.

La fluidité des logiciels de graphisme et de l’information nécessite le traitement de dizaines de millions de bits (1 ou 0) chaque seconde ; soit un nombre conséquent de transistor qui communique en se transmettant des bits.

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