Qu'est-ce qu'un transistor à silicium?

Un transistor au silicium est un semi-conducteur à base de silicium. Il est utilisé dans une grande variété d'appareils électroniques, tels que les téléviseurs et les téléphones, pour modifier le flux de courant électrique. Le silicium a largement remplacé le germanium dans les transistors en raison de sa capacité à continuer de fonctionner à des températures élevées. Le transistor au silicium présente d'autres avantages, tels que son coût de production, par rapport aux matériaux alternatifs. Il est donc fabriqué en série dans les pays industrialisés.

Un transistor est un dispositif à conductivité électrique intermédiaire ou variable. Il est utilisé pour amplifier et détourner les courants électriques dans les appareils électroniques. Cela se fait généralement avec un signal d'entrée séparé qui contrôle le flux d'électricité à travers le transistor. Le signal d'entrée peut être modifié en faisant varier sa tension. De nombreux transistors regroupés forment un circuit intégré.

Texas Instruments, une société américaine, a été le premier à produire un transistor au silicium en 1954. Auparavant, les transistors étaient fabriqués en germanium. Les transistors au germanium fonctionnent bien à basse température, mais rencontrent des problèmes à des températures plus élevées. Si les transistors chauffaient, trop d'électrons seraient libérés des atomes de germanium. C'était un problème majeur, car les transistors ne fonctionnent qu'avec un nombre limité d'électrons en mouvement.

Le transistor au silicium a montré une résistance à la chaleur bien supérieure à son homologue au germanium. Il y avait cependant un problème initial dans le processus de fabrication du transistor en silicium. Le silicium brut présente dans sa structure cristalline des défauts qui gêneraient le fonctionnement d'un transistor. Les ingénieurs devaient trouver comment transformer le silicium en un monocristal à structure atomique répétitive. Finalement, ces techniques ont été développées et le transistor au silicium a été mis en production de masse.

En fait, l'utilisation du silicium pour fabriquer des circuits intégrés s'est avérée avoir d'autres avantages, notamment un coût de production inférieur et une plus grande gestion de la puissance. Plutôt que de fabriquer des transistors individuellement, ils sont «imprimés» plusieurs à la fois sur une base de silicium. Chaque année, le nombre total de transistors produits est plusieurs millions de fois supérieur à la population de la Terre. Plusieurs milliards de dollars américains (USD) sont dépensés chaque année en transistors au silicium.

Les transistors au silicium peuvent être trouvés dans de nombreux appareils domestiques, y compris les ordinateurs, les appareils photo numériques et les téléphones cellulaires. Ils peuvent également être trouvés dans des endroits moins évidents. Les automobiles, les machines à laver et de nombreuses cafetières utilisent des puces en silicium pour traiter les informations. Les dispositifs de contrôle de la température et de sécurité utilisent souvent des puces pour communiquer avec des réseaux plus vastes, tels que le réseau de toute une maison, bâtiment ou complexe.

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