Transistor

Il transistor è un dispositivo a semiconduttore ampiamente utilizzato in elettronica, la sua funzione è di amplificare il segnale elettrico ricevuto in ingresso. Il primo progetto per un dispositivo simile al moderno transistor risale al 1925, ad opera del fisico Julius Edgar Lilienfeld, il quale però non pubblico nessuna ricerca a riguardo, ed il dispositivo da lui inventato non conobbe utilizzo pratico negli anni Venti e Trenta, soprattutto a causa della mancanza di materiali semiconduttori di qualità adeguata.
Nel 1947, i ricercatori americani John Bardeen e Walter Brattain, assieme al loro capogruppo William Shockley osservarono per la prima volta l’amplificazione di un segnale elettrico per mezzo del passaggio dello stesso attraverso due elettrodi con punte molto sottili e distanti tra loro alcuni centesimi di millimetro, usando come semiconduttore un cristallo di germanio. Questa scoperta portò all’assegnazione ai tre scienziati del premio Nobel per la fisica del 1956. Il primo transistor che utilizzava il silicone come semiconduttore fu sviluppato nel 1954 ai Bell Laboratories da Morris Tanenbaum, e fu commercializzato nello stesso anno.

Esistono due tipi di transistor: il transistor a giunzione bipolare e il transistor ad effetto di campo.

Il transistor a giunzione bipolare, abbreviato BJT (Bipolar Junction Transistor), è formato da tre strati di materiale semiconduttore drogato.
Un semiconduttore drogato è un semiconduttore a cui sono stati aggiunti atomi che normalmente non fanno parte del semiconduttore, con lo scopo di aumentare o diminuire la sua conducibilità. Si parla di drogaggio n quando l’atomo drogante ha un elettrone in più del semiconduttore, drogaggio p quando l’atomo drogante ha un elettrone in meno. Lo strato centrale ha drogaggio opposto agli altri due, vale a dire che se il centrale ha drogaggio n, gli altri due avranno drogaggio p, e viceversa. Si avrà quindi la formazione di due giunzioni p-n. I due strati esterni fungono da emettitore e ricevente del segnale, quello interno fa da collegamento. Applicando una tensione tra i due terminali si ottiene un segnale in uscita amplificato rispetto a quello in ingresso. Questa tipologia di transistor viene utilizzata prevalentemente in elettronica analogica.

Il transistor ad effetto di campo è costituito da un substrato di materiale semiconduttore drogato, a cui sono collegati tre terminali: una porta (gate), una sorgente (source), un pozzo (drain). La sorgente ed il pozzo sono due regioni di semiconduttore con drogaggio opposto a quello del substrato, e formano una giunzione p-n. Anche in questo caso applicando una tensione elettrica all’interno del dispositivo è possibile ottenere un segnale in uscita amplificato rispetto a quello in ingresso. Il transistor ad effetto di campo trova applicazione prevalentemente in elettronica digitale.
All’interno di un radioricevitore i transistor hanno ormai quasi totalmente soppiantanto le valvole termoioniche. Lo scopo primario di un transistor è quello di amplificare il segnale, quindi questo dispositivo trova applicazione in tutte le componenti che necessitano di questo processo, in particolare gli amplificatori B.F. e F.I., il convertitore ed il rivelatore.