Basi sui Transistor: Struttura, Funzionamento e Storia

I transistor sono dispositivi alla base dell'elettronica moderna. Possono funzionare come interruttori o amplificatori di corrente. La loro invenzione ha permesso computer, radio a transistor portatili e persino cellulari. Conoscere alcuni concetti base aiuta a capire come funziona un transistor.

Struttura

Un transistor — designato PNP o NPN in base alla costruzione — ha tre strati: collettore, base, emettitore. Collettore ed emettitore "incastrano" la base e sono sempre dello stesso tipo: semiconduttore positivo (P-type) o negativo (N-type). Un semiconduttore conduce elettricità in certe condizioni, fungendo da buon mezzo per controllare la corrente. La base è sempre del tipo opposto a collettore ed emettitore.

Gli NPN sono i più comuni e tipicamente usati come interruttori. La base — la regione centrale sottile — ha questo nome perché era la base fisica del transistor quando fu sviluppato. L'emettitore (strato negativo) emette portatori di carica, il collettore (positivo) li raccoglie. I portatori di carica sono particelle con carica elettrica, come gli elettroni.

Funzionamento

Il primo passo nel funzionamento avviene quando si preme un interruttore (es. lampada). Mentre la corrente fluisce dove base ed emettitore si incontrano, gli elettroni lasciano l'emettitore e fluiscono nella base. La maggior parte attraversa la base direttamente nel collettore. Pochi elettroni si ricombinano nella base producendo corrente nel circuito base-emettitore. Ma con la maggior parte degli elettroni nel collettore, la corrente nell'area collettore è molto più alta.

La base è essenzialmente la parte che attiva il transistor. Il transistor deve ricevere tensione alla base perché la luce si accenda.

Sviluppo Storico

I Bell Laboratories crearono il transistor nel 1948. Sebbene i transistor al germanio fossero comuni nei primi prodotti d'intrattenimento, quelli al silicio divennero presto prevalenti: meno costosi (silicio più abbondante) e funzionanti bene ad alte temperature. I transistor usavano poca potenza a bassa tensione, permettendo dispositivi portatili a costo ragionevole. Di conseguenza, anche le aziende di batterie crebbero con l'invenzione del transistor.