Il transistor

Il transistor

Nel gennaio del 1948 il fisico statunitense dei laboratori Bell William Bradford Shockley metteva a punto il transistor, piccola invenzione che avrebbe rivoluzionato la nostra vita quotidiana. Tutti gli apparecchi elettronici che usiamo abitualmente sfruttano infatti i transistor come componente di base per il loro funzionamento: un tipico microprocessore utilizzato nei personal computer, ad esempio, contiene oggi fra i 3 e i 5 milioni di transistor. 

A quarant'anni di distanza, l'invenzione del transistor, evento rivoluzionario nella storia della moderna tecnologia.Il transistor, nonostante la grande varietà delle sue applicazioni, svolge solo due semplici funzioni: quella di interruttore e quella di modulatore. Come in un interruttore, fornendo una piccola corrente a uno degli ingressi del transistor è possibile consentire o escludere il passaggio di una corrente attraverso le altre due connessioni di cui è dotato. Come in un amplificatore di corrente, il passaggio di corrente può essere modulato: una piccola variazione di corrente a un ingresso consente di controllare il passaggio di una corrente molto superiore attraverso le altre due connessioni.Il principio di funzionamento del transistor è analogo a quello del triodo, già noto e utilizzato fin dagli inizi del XX secolo. Shockley e i suoi collaboratori Walter Houser Brattain e John Bardeen sfruttarono le proprietà fisiche dei materiali semiconduttori per ottenere i risultati di un triodo senza i suoi inconvenienti (necessità di un tubo vuoto e di ingombranti parti meccaniche, fragilità, inefficienza e alti costi). Realizzarono così il transistor bipolare, che valse ai tre ricercatori il premio Nobel per la fisica nel 1956.Nella sua forma più semplice, il transistor bipolare è composto da tre elementi - detti emettitore, base e collettore - costituiti da un frammento di cristallo semiconduttore, generalmente germanio o silicio, cui sono aggiunte opportune impurità. I tre elementi sono disposti a sandwich, con la base in mezzo, e ciascuno di essi è dotato di un collegamento che permette di inserire il transistor all'interno di un circuito elettrico. Grazie alle proprietà fisiche di questi materiali, una piccola corrente applicata alla base può determinare e controllare il flusso di corrente fra collettore ed emettitore.La prima applicazione commerciale del transistor, all'inizio degli anni Cinquanta, fu nel campo della telefonia, in sostituzione degli inaffidabili relè meccanici allora utilizzati nei collegamenti telefonici; nel 1954 furono commercializzati i primi esemplari di radio a transistor e l'IBM iniziò a sostituire nei propri computer i tubi a vuoto con i transistor. Da allora la diffusione del transistor è stata inarrestabile, grazie soprattutto all'elevata affidabilità, alla velocità di risposta, al bassissimo costo e alla possibilità di miniaturizzarli. Oggi vengono realizzati transistor tanto piccoli da essere praticamente invisibili a occhio nudo e la tecnologia dei circuiti integrati, sviluppata a partire dagli anni Sessanta, ha permesso di realizzare complessi circuiti composti da milioni di transistor su sottilissime piastrine di silicio. Attualmente esistono molti tipi diversi di transistor, i più noti dei quali sono quelli a effetto di campo (J-FET e MOS-FET).