Retroscena
Ora si fa digitale: Storia dell'informatica, parte 3
di Kevin Hofer
Storia dell'informatica parte 4: Transistor - grazie a loro il computer funziona
9.10.2018
Traduzione: tradotto automaticamente
I semiconduttori sono parte integrante dei computer. Sono loro a muovere i tuoi dispositivi digitali. Nella quarta parte della storia dell'informatica, scoprirai l'importanza dei transistor.
Si, lo so, nell'ultima parte ho promesso di scrivere di mainframe, sistemi operativi e linguaggi di programmazione. Ma l'utente Speznaz voleva leggere qualcosa di più sui transistor. Dato che c'è molto da scrivere, ho deciso di dedicare ai transistor una parte a parte.
Il transistor in breve
Il transistor è stato sviluppato tra il 1947 e il 1948 dai fisici americani John Bardeen, Walter H. Brattain e William B. Shockley. Negli anni '50 i transistor sostituirono i tubi elettronici come portatori di bit. I transistor sono piccoli, generano poco calore, richiedono poca energia e sono molto affidabili. Hanno reso possibile la creazione di circuiti piccoli e complessi.
Lavoro preliminare
Come spesso accade, è stata la ricerca militare a favorire lo sviluppo del transistor. In questo caso, si trattava di ricerca sui radar. I ricevitori supereterodina sono utilizzati per ricevere le onde radio. Richiedono diodi raddrizzati che funzionano a frequenze altissime, superiori a un gigahertz. I tubi elettronici non sono in grado di farlo.
Cosa c'entra questo con i transistor?
Nel 1925, Julius Edgar Lilienfeld descrisse un componente elettronico che aveva le proprietà di un tubo elettronico. Negli anni '30, la direzione dei Bell Laboratories - l'ex dipartimento di ricerca della compagnia telefonica AT&T - riconobbe le possibilità dei semiconduttori. I semiconduttori avrebbero sostituito i tubi elettronici e gli interruttori elettromeccanici nel sistema telefonico della Bell.
I primi tentativi di produrre transistor durante la Seconda Guerra Mondiale da parte di William B. Shockley fallirono. Dopo la seconda guerra mondiale, il dipartimento di ricerca dei Bell Laboratories fu ristrutturato e fu creato un gruppo di ricerca sotto la direzione di Shockley.
Shockley sosteneva che i transistor avrebbero sostituito i tubi elettronici e gli interruttori elettromeccanici nel sistema telefonico Bell.
Shockley sosteneva che il campo elettrico di un terzo elettrodo sotto lo strato di semiconduttore ne avrebbe aumentato la conduttività. Ciò avrebbe dovuto consentire un flusso di corrente sufficiente attraverso lo strato. Tuttavia, i primi tentativi fallirono di nuovo. Fu John Bardeen, un membro del gruppo di ricerca, a far notare che gli elettroni attirati verso lo strato di semiconduttore dal campo elettrico ne impedivano la penetrazione.
Shockley e Bardeen hanno fatto un passo indietro.
Shockley e Bardeen utilizzarono questa scoperta per sviluppare il transistor di punta verso la fine del 1947. Il funzionamento è simile a quello dei semiconduttori del ricevitore a supereterodina. Quando si applica una tensione alla base, la corrente inizia a fluire attraverso il collettore fino all'emettitore. Fu inventato il primo transistor funzionante.
Se vuoi saperne di più sul funzionamento dei cosiddetti transistor bipolari, ti consiglio l'articolo del Compendio di Elettronica.
Negli anni successivi, i transistor vennero continuamente sviluppati. I primi transistor prodotti in commercio furono venduti già negli anni '50. Inizialmente venivano utilizzati soprattutto negli apparecchi acustici e nelle radio portatili. Con il tempo, vennero utilizzati anche come sostituti dei tubi elettronici nei computer. Alla fine degli anni '50, i transistor avevano quasi completamente sostituito i tubi elettronici nei computer.
Transistor al silicio
I primi transistor erano realizzati in germanio. Questo materiale presenta uno svantaggio significativo. Per muovere gli elettroni attraverso il transistor è necessaria una tensione relativamente bassa. Questo dipende anche dalla temperatura. Se i transistor al germanio non dovrebbero condurre, gli elettroni possono comunque fluire se la temperatura è elevata. Per questo motivo, sono meno adatti per i circuiti nelle zone più calde.
Ecco dove entra in gioco il silicio. Grazie alla sua temperatura di fusione più elevata, è più adatto per i circuiti in aree più calde. Anche Texas Instruments se ne rese conto e iniziò a vendere transistor in silicio nel 1954.
Se vuoi saperne di più sul funzionamento dei transistor a effetto di campo MOS, ti consiglio anche l'articolo del Compendio di Elettronica.
Questo è tutto per questa deviazione nel mondo dei transistor. La prossima volta leggerai qualcosa di più sui computer mainframe, sui sistemi operativi e sui linguaggi di programmazione.
Kevin Hofer
Senior Editor
kevin.hofer@digitecgalaxus.chTecnologia e società mi affascinano. Combinarle entrambe e osservarle da punti di vista differenti sono la mia passione.
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