Componenti elettronici: perché i transistor sono stati inventati - i manichini

Pensa a un transistor come leva elettronica. Una leva è un dispositivo che consente di sollevare un carico elevato esercitando una piccola quantità di sforzo. In sostanza, una leva amplifica il tuo sforzo. Questo è ciò che fa un transistor: ti permette di usare una piccola corrente per controllare una corrente molto più grande.

L'idea alla base di un transistor è che ti consente di controllare il flusso di corrente attraverso un canale variando l'intensità di una corrente molto più piccola che fluisce attraverso un secondo canale.

Come potete vedere, i transistor sono disponibili in diverse dimensioni e forme. Una cosa che tutti questi transistor hanno in comune è che ognuno di loro ha tre contatti.

I dispositivi che eseguivano la funzione di transistor erano in circolazione da 30 a 40 anni prima dell'invenzione del transistor. Sono stati chiamati tubi a vuoto . Un tubo a vuoto consisteva in una camera a vuoto fatta di vetro o metallo, un elemento riscaldante che riscaldava lo spazio all'interno della camera e degli elettrodi che sporgevano nella camera.

Un tipo specifico di tubo a vuoto era chiamato triodo ; aveva tre elettrodi. In un triodo, una grande corrente che fluisce attraverso due degli elettrodi (chiamati anodo e catodo ) potrebbe essere regolata posizionando una griglia (chiamata griglia di controllo <) tra il catodo e l'anodo. L'applicazione di una piccola corrente a questa griglia ha rallentato il flusso di elettroni tra il catodo e l'anodo.

Non ci è voluto molto per capire che si poteva usare un segnale fluttuante come una radio o un'onda audio sulla griglia di controllo. Quando lo facevi, la corrente sull'anodo seguiva le fluttuazioni della corrente della griglia di controllo, ma con variazioni molto più grandi. Quindi, il triodo era una leva elettronica: piccole variazioni di corrente sulla griglia di controllo venivano amplificate per creare grandi variazioni di corrente sull'anodo.

Il triodo del tubo a vuoto fu brevettato nel 1907 e fu l'invenzione chiave che permise lo sviluppo di radio, televisione e computer. Ma le valvole a vuoto avevano molti limiti: erano costose da produrre, grandi (quelle piccole avevano circa le dimensioni del pollice), richiedevano molta energia per funzionare, producevano molto calore e duravano solo pochi anni prima bruciato.

Il transistor ha cambiato tutto questo. Un transistor svolge la stessa funzione di un triodo del tubo a vuoto, ma utilizza giunzioni a semiconduttore anziché elettrodi riscaldati in una camera a vuoto.

Sebbene il transistor non abbia fatto nulla che il triodo del tubo a vuoto non abbia già fatto, lo ha fatto in un modo radicalmente diverso che ha avuto enormi vantaggi rispetto al tubo del vuoto.I primi transistor erano piccoli, richiedevano pochissima energia per funzionare, generavano molto meno calore e duravano molto più a lungo dei tubi a vuoto.