TRANSCONDUCTANCE-VARISTOR.

 

In concomitanza con la “settimana surrealista”, vi propongo un’ invenzione che vide la luce nel 1925.

Il transistor (sincrasi  del termine inglese transconductance-varistor), detto anche transistore, è un dispositivo a semi conduttore largamente usato sia nell’elettronica analogica sia nell’elettronica digitale. Progettato in Canada dal fisico e ingegnere Julius Edgar Lilienfeld, descrivendo un dispositivo simile all’attuale transistor ad effetto di campo, Il primo transistor era realizzato con due elettrodi le cui punte molto sottili e distanti tra loro alcuni centesimi di millimetro, per la precisione da 127 a 50 micron, erano premute sulla superficie di una piastrina di un cristallo di germanio molto puro, policristallino e di tipo n. La tecnica del contatto puntiforme era già nota ed utilizzata per la costruzione dei diodi rivelatori. Provvisoriamente, dato che il transistor funzionava in modo analogo ad un triodo, venne chiamato triodo a stato solido. Il primo prototipo funzionante venne realizzato nel natale del 1948. Il transistor è composto da un materiale semiconduttore al quale sono applicati tre terminali che lo collegano al circuito esterno. L’applicazione di una tensione elettrica o di una corrente elettrica a due terminali permette di regolare il flusso di corrente che attraversa il dispositivo, e questo permette di amplificare il segnale in ingresso.
Il funzionamento del transistor è basato sulla giunzione “p-n”, scoperta casualmente da Russell Ohl il 23 febbraio 1939. Oggi questo tipo di dispositivi viene utilizzato come interruttore elettrico comandato oppure come amplificatori di segnali elettrici; la possibilità di miniaturizzazione di questi dispositivi fa si che essi possano essere impiegati anche all’ interno di circuiti integrati il che li rende fondamentali nel campo della micro elettronica. Esistono due principali tipi di transistor e sono :  il transistor a giunzione bipolare ed il transistor ad effetto di campo.

Il transistor a giunzione bipolare: anche chiamato con l’acronimo “BJT”, è un tipo di transistor largamente usato nel campo dell’elettronica analogica. Questo dispositivo  è un componente elettronico attivo usato principalmente come amplificatore ed interruttore.
Si tratta di tre strati di materiale semiconduttore drogato solitamente il silicio, in cui lo strato centrale ha drogaggio opposto agli altri due, in modo da formare una doppia giunzione “p-n”, cioè o una giunzione “p-n-p” o una “n-p-n”. Ad ogni strato è associato un terminale: quello centrale prende il nome di base, quelli esterni sono detti collettore ed emettitore. Il principio di funzionamento del “BJT” si fonda sulla possibilità di controllare la conduttività elettrica del dispositivo, e quindi la corrente elettrica che lo attraversa, mediante l’applicazione di una tensione tra i suoi terminali. Tale dispositivo coinvolge sia i portatori di carica maggioritari sia quelli minoritari, e pertanto questo tipo di transistore è detto Bipolare. Un sistema costituito da un singolo transistor può essere rappresentato come un generico quadripolo avente due terminali di ingresso e due di uscita. I tre terminali del transistor saranno uno il terminale di ingresso, un altro quello di uscita ed il terzo in comune, connesso cioè sia all’ingresso sia all’uscita. A seconda di quale sia il terminale comune il transistor può assumere le seguenti configurazioni: a base comune, a collettore comune o a emettitore comune.

Il transistor ad effetto di campo: chiamato con l’acronimo “FET”, è un tipo di transistor largamente usato nel campo dell’elettronica digitale e diffusa, in maniera minore, anche nell’elettronica analogica.Si tratta di un substrato di materiale semiconduttore drogato, solitamente il silicio, al quale sono applicati quattro terminali: gate (porta), source (sorgente), drain (pozzo) e bulk (substrato); quest’ultimo, se presente, è generalmente connesso al source. Il principio di funzionamento del transistor a effetto di campo si fonda sulla possibilità di controllare la conduttività elettrica del dispositivo, e quindi la corrente elettrica che lo attraversa, mediante la formazione di un campo elettrico al suo interno. Il processo di conduzione coinvolge solo i portatori di carica maggioritari, pertanto questo tipo di transistore è detto unipolare. La diversificazione dei metodi e dei materiali usati nella realizzazione del dispositivo ha portato alla distinzione di tre principali famiglie di “FET”: “JFET”, “MESFET” e “MOSFET”. Il “JFET”, abbreviazione di Junction “FET”, è dotato di una giunzione p-n come elettrodo rettificante; il “MESFET”, abbreviazione di Metal Semiconductor “FET”, una giunzione Schottky raddrizzante metallo-semiconduttore ed il “MOSFET”, abbreviazione di Metal Oxide Semiconductor “FET”, genera il campo elettrico grazie ad una struttura metallica esterna, separata dalla giunzione da uno strato di dielettrico, l’ossido. L’evoluzione di questi dispositivi è ancora in corso, non ci resta che guardare gli sviluppi di questa tecnologia oggi così comune ma all’epoca rivoluzionaria.

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“Westinghouse Blue Transistor Radio” by Ryan Biracree is licensed under CC BY 2.0

 

Carlo Michele Casciola.

 

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