Que sont les applications de transistors communes?
Les applications courantes à transistors comprennent les commutateurs numériques et analogiques, les amplificateurs de signal, les régulateurs de puissance et les contrôleurs d'équipement. Les transistors sont également les blocs de construction des circuits intégrés et de la plupart des appareils électroniques modernes. Les microprocesseurs incluent souvent plus d'un milliard d'entre eux dans chaque puce. Les transistors sont utilisés dans presque tout, des poêles aux ordinateurs en passant par les stimulateurs cardiaques et les avions.
Les premiers transistors ont été fabriqués à la fin des années 1940 pour remplacer les tubes à vide par des semi-conducteurs. Les premières applications de transistors comprenaient le matériel téléphonique, les radios et les appareils auditifs. Les ordinateurs de la taille d'une pièce ont été repensés pour utiliser des transistors, réduisant ainsi leur taille et les problèmes de surchauffe. Comparés aux tubes, les transistors sont petits, économiques et légers. Ils sont également durables et insensibles aux vibrations et aux chocs. Sans temps de préchauffage, avec une tension de fonctionnement basse et une longue durée de vie, le transistor a rapidement remplacé la plupart des technologies de tubes.
La portabilité croissante a conduit à de nombreuses nouvelles applications de transistors dans les années 1950 et 1960. Les calculatrices, les téléviseurs et les mégaphones sont devenus plus petits et plus abordables; certaines d'entre elles n'étaient même pas possibles avant que le transistor ne soit inventé. Les chaînes stéréo et les émetteurs radio amateurs sont également devenus plus accessibles. L'armée a utilisé les capacités de radiofréquence (RF) de grande puissance du transistor pour les radars et les radios bidirectionnelles à main. Au fur et à mesure de l'amélioration de la technologie, certains constructeurs informatiques ont proposé des modèles entièrement transistors qui ne remplissaient plus toute une pièce.
Au début des années 1960, le circuit intégré (IC) a été créé, combinant des centaines de transistors interconnectés sur une petite puce. Bientôt, les circuits intégrés contiennent des milliers de transistors à faible puissance, ce qui rend les ordinateurs et les appareils électroniques grand public très portables. Il reste cependant de nombreuses applications à transistors discrets pour les dispositifs de moyenne et grande puissance. La taille du matériau et la dissipation de chaleur nécessaires pour obtenir un courant et une tension supérieurs nécessitent simplement un appareil plus volumineux. La plupart des amplificateurs audio, des alimentations à découpage et des contrôleurs de moteur utilisent des transistors de puissance individuels, par exemple.
Il existe de nombreuses autres applications de transistors de puissance, notamment les allumages de véhicules, les systèmes de contrôle et les accessoires. Les dispositifs médicaux, les commandes de machines industrielles et les équipements de navigation dépendent tous des caractéristiques des transistors. Les inverseurs de courant permettant de faire fonctionner les climatiseurs ménagers à partir de batteries de voiture à courant continu utilisent des transistors à courant élevé. Certaines applications peuvent également inclure des circuits intégrés numériques, analogiques ou à signaux mixtes ainsi que des transistors de puissance. Même les circuits de puissance moyenne tels que les pilotes de bobine et d'affichage utilisent souvent des transistors discrets ou un petit réseau de transistors.
Les applications de transistors à usage spécial utilisent également des dispositifs individuels. Les téléphones mobiles et les systèmes à micro-ondes comprennent des transistors capables de fréquences allant jusqu'à des centaines de Gigahertz. Les transistors durcis par les radiations sont généralement utilisés dans les satellites et autres applications aérospatiales. Les paires de transistors Darlington extrêmement sensibles se retrouvent souvent dans les dispositifs tactiles et à détection de lumière. Dans le cadre d'un opto-isolateur, un phototransistor peut également isoler électriquement un circuit d'un autre tout en le contrôlant.
Les nanotechnologies et les matériaux organiques introduisent de nouveaux types de transistors. Plus d'un milliard de transistors discrets sont également produits chaque année. Avec environ un milliard dans chaque microprocesseur fabriqué, les applications à transistors semblent presque infinies.