Transistor — principe, types, histoire et usages

Les transistors ont trois bornes : la grille, le drain et la source (sur un transistor bipolaire, les fils peuvent être appelés l'émetteur, le collecteur et la base). Lorsque la source (ou l'émetteur) est connectée à la borne négative de la batterie, et le drain (ou le collecteur) à la borne positive, aucune électricité ne circule dans le circuit (si vous n'avez qu'une lampe en série avec le transistor). Mais lorsque vous touchez la grille et le drain ensemble, le transistor laisse passer l'électricité. En effet, lorsque la grille est chargée positivement, les électrons positifs poussent les autres électrons positifs dans le transistor, laissant passer les électrons négatifs. Le transistor peut également fonctionner lorsque la grille est juste chargée positivement, il n'a donc pas besoin de toucher le drain.

Visualisation

On peut facilement imaginer le fonctionnement d'un transistor sous la forme d'un tuyau à forte courbure qui empêche l'eau de passer. L'eau, ce sont les électrons, et lorsque vous chargez positivement la grille, elle dévie le tuyau, laissant l'eau couler.

Le circuit de base du transistor Darlington est formé de deux transistors bipolaires dont l'émetteur et la base sont câblés de manière à agir comme un seul transistor. L'un des transistors est connecté de manière à contrôler le courant à la base de l'autre transistor. Cela signifie que vous pouvez contrôler la même quantité de courant avec une très faible quantité de courant entrant dans la base.

Lorsque la grille d'un MOSFET à canal P est chargée positivement, l'électricité circule, ce qui est utile pour les appareils électroniques qui nécessitent un interrupteur pour être allumés, ce qui en fait un interrupteur électronique. Ce dernier rivalise avec l'interrupteur mécanique, qui nécessite une pression constante sur l'interrupteur.

Dans un MOSFET utilisé comme amplificateur, les transistors prennent le flux du drain et de la source, et comme le courant de la source est beaucoup plus important que celui du drain, il est courant que le courant du drain augmente jusqu'à la valeur des sources, l'amplifiant.

Les transistors sont constitués d'éléments chimiques semi-conducteurs, généralement du silicium, qui appartient au groupe moderne 14 (anciennement groupe IV) du tableau périodique des éléments. Le germanium, un autre élément du groupe 14, est utilisé avec le silicium dans des transistors spécialisés. Les chercheurs étudient également des transistors fabriqués à partir de formes spéciales de carbone. Les transistors peuvent également être fabriqués à partir de composés comme l'arséniure de gallium.

Le transistor n'était pas le premier dispositif à trois bornes. La triode avait la même fonction que le transistor 50 ans plus tôt. Les tubes à vide étaient importants dans la technologie domestique avant les transistors. Malheureusement, les tubes étaient grands et fragiles, utilisaient beaucoup de puissance et ne duraient pas très longtemps. Le transistor a résolu ces problèmes.

Trois physiciens sont à l'origine de l'invention du transistor en 1947 : Walter H. Brattain, John Bardeen et William Shockley qui ont le plus contribué.

Le transistor est un composant très important aujourd'hui. Sans le transistor, les appareils tels que les téléphones portables et les ordinateurs seraient très différents, ou n'auraient peut-être pas été inventés du tout. Les transistors ont été rendus très petits (des dizaines d'atomes de large) de sorte que des milliards d'entre eux peuvent être mis dans une petite puce d'ordinateur.