Transistor

El transistor es un component electronic semiconductor d'estat solid que s'utilitza com a amplificador o com a commutador, i te tres terminals que s'anomenen col*lector, base i emissor. Fisicament, la base sempre esta entre l'emissor i el col*lector: un petit corrent o voltatge aplicat a un dels terminals controla el corrent als altres dos. El transistor es el component principal de tota l'electronica moderna i pedra angular dels dispositius electronics moderns, i s'utilitza en radio, telefonia, ordinadors i altres sistemes electronics. El transistor se cita sovint com un dels principals exits del segle xx, i alguns el consideren un dels mes importants avencos tecnologics en la historia de la humanitat. Alguns transistors son envasats individualment, pero la majoria es troben en circuit integrats. En els circuits digitals, el transistor s'utilitza com un interruptor electric molt rapid, i l'organitzacio sistematica dels transistors permet que funcionin com a portes logiques, memories tipus RAM i microprocessadors.

Als circuits analogics els transistors s'usen com a amplificadors. Els amplificadors d'audio, les fonts d'alimentacio estabilitzades i els amplificadors de frequencia son circuits analogics que duen transistors.

Per metonimia, el terme transistor designa igualment els Receptors de radio equipats amb de transistors.

El terme transistor ve de l'angles transconductance varistor (variable resistor transconductance). El terme va ser encunyat per John R. Pierce. ^[1] Va ser votat per un comite directiu de 26 persones dels Bell Labs el 28 de maig de 1948 (memorandum 48-130-10), entre els seguents noms: semiconductor triode, surface states triode, crystal triode, solid triode, iotatron, transistor. Per motius comercials, calia un nom curt, que de manera inequivoca el relaciones amb la tecnologia dels tubs electronics. Va ser escollit transistor.

La primera patent^[2] pel principi del transistor d'efecte camp va ser presentat al Canada pel fisic austrohongares Julius Edgar Lilienfeld el 22 d'octubre de 1925, pero Lilienfeld no va publicar cap article d'investigacio sobre els seus dispositius. El 1934, el fisic alemany Oskar Heil va patentar un altre transistor d'efecte camp. Segons el fisic i historiador Robert Arns, els documents legals de la patent de Bell Labs que William Shockley havia construit eren versions operatives de la patent de Lilienfeld de patents, pero mai no es fa referencia al seu treball en cap treball de recerca historica o article.^[3] El transistor va sortir de Silicon Valley, i va ser inventat el 23 de desembre de 1947 pels estatunidencs John Bardeen, William Shockley i Walter Houser Brattain, investigadors de la companyia telefonica Bell, que van observar que quan els contactes electrics s'apliquen a un cristall de germani, la potencia de sortida es mes gran que la d'entrada. William Shockley en va veure el potencial i van treballar els mesos seguents en ampliar el coneixement dels semiconductors. Aquests investigadors van rebre per aquesta invencio el Premi Nobel de Fisica de 1956.

El transistor es considera un enorme progres en relacio al tub electronic molt mes petit, mes lleuger, mes robust, funciona amb voltatges baixos, permetent alimentacio per bateries, i funciona instantaniament un cop ences, a diferencia dels tubs electronics que requerien uns dotze segons d'escalfament, generant un major consum i requerint una font d'alta tensio (diversos centenars de volts).

Va ser rapidament integrat, junt amb altres components, als circuits integrats, cosa que li va permetre guanyar encara mes terreny respecte a altres formes d'electronica activa.

El transistor ha constituit un invent determinant sense el qual l'electronica i la informatica no tindrien la seva forma actual (2009).

El transistor es considerat per molts com el <segle xx.>>^[4] Es el component actiu clau en practicament tota l'electronica moderna. La seva importancia en la societat actual es basa en la seva capacitat de ser produit en massa mitjancant un proces altament automatitzat de fabricacio de semiconductors que aconsegueix baixos costos per transistor.

Encara que diverses empreses produeixen cadascuna mes de mil milions d'elements individuals (coneguts com a transistors discrets) cada any^[5] la gran majoria dels transistors es produeix per a circuits integrats, microxips o simplement xips, juntament amb diodes, resistencies, condensadors i altres components electronics per produir circuits electronics complets. Una porta logica es compon de fins a una vintena de transistors mentre que un microprocessador avancat, el 2006, podia utilitzar fins a 1,7 milions de transistors (MOSFET s).^[6] "Al voltant de 60 milions de transistors es van construir l'any [2002] ... per cada home, dona i nen que hi ha a la Terra".^[7]

El baix cost d'un transistor, la flexibilitat i fiabilitat n'han fet un dispositiu unic. Els circuits transistoritzats han substituit els dispositius electromecanics en el control dels aparells i maquinaria. Sovint es mes facil i mes barat utilitzar un microcontrolador, i escriure un programa d'ordinador per dur a terme una funcio de control que el disseny d'una funcio de control mecanica equivalent.

Els transistors es poden classificar segons:

• El material semiconductor: de germani, silici, arsenur de gal*li, carbur de silici, etc
• Estructura: BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, altres tipus
• Polaritat: NPN, PNP (BJTs);
• Nivell de potencia: baixa, mitjana, alta
• Maxima frequencia de funcionament: baixa, mitjana, alta, radiofrequencia (RF), microones (La maxima frequencia efectiva d'un transistor s'indica amb el terme ${\displaystyle f_{\mathrm {T} }}$, una abreviatura de "frequencia de transicio". La frequencia de transicio es la frequencia maxima a la qual el transistor actua com a amplificador.^[10]
• Aplicacio: commutacio, de proposit general, audio, alta tensio, super-beta
• Fisica encapsulat: tecnologia-throuh-hole metal*lica o de plastic, tecnologia de muntatge en superficie, ball grid array, moduls de potencia.
• Factor d'amplificacio h _fe (transistor beta)^[11]

Per tant, un transistor es pot descriure com: de silici, per a muntatge en superficie, BJT, NPN, de baixa potencia, i d'alta frequencia de commutacio.

Significat de les primeres lletres d'un transistor comu com ara BC547B:

Els transistors van en una amplia gamma d'encapsulats, normalment de vidre, metall, ceramica o plastic. Els transistors de potencia tenen un encapsulat relativament gran que pot ser muntat sobre un dissipador de calor per evitar que es cremen. En l'extrem oposat, alguns transistors d'alta frequencia i de muntatge superficial son tan menuts com un gra de pols. Hi ha molts transistors, especialment els de potencia que tenen un terminal (normalment el col*lector o el drenador) connectat internament amb l'encapsulat per facilitar dissipacio de la calor.

Els primers transistors estaven fets de germani (Ge) pero ara la majoria estan fets de silici (Si). Alguns dels de major rendiment es fabriquen amb arsenur de gal*li (GaAs).

Els transistors bipolars poden ser activats amb llum a mes d'amb electricitat. Els dispositius dissenyats per a aquest proposit s'anomenen fototransistors, pero no son mes que transistors estandards amb un encapsulat transparent.

• Llei de Moore
• Passivitat (electronica)
• Transistor Darlington
• TFT
• TFT-LCD
• Circuit integrat a molt gran escala
• Transistor unijuncio

• Campos, Joaquin. Electronica analogica. El transistor;. Barcelona: Edebe, 1994. ISBN 84-236-3561-9.
• Gelder, Erich. El transistor;. Barcelona: Marcombo, 1988. ISBN 84-267-0699-1.
• Gelder, Erich. El Transistor como amplificador de BF: fases previas, 1988. ISBN 84-267-0700-9.
• Angulo del Otero, Carlos. Practicas de electronica. 1, Semiconductores basicos: diodo y transistor, 1997. ISBN 84-7615-345-7.

Viccionari