Che cos'è un transistor CPU?

Un transistor è un dispositivo a semiconduttore che commuta e amplifica i segnali elettronici. Ha un minimo di tre terminali che lo collegano a un circuito elettronico. Il transistor fu inventato all'inizio degli anni '50 e sostituì rapidamente i tubi a vuoto nei dispositivi elettronici. Questi dispositivi sono ora un componente essenziale di quasi tutti i dispositivi elettronici, come l'unità di elaborazione centrale (CPU) di un computer. Un transistor CPU è in genere parte di un circuito integrato sebbene possa essere acquistato anche singolarmente.

I terminali in un transistor CPU hanno nomi specifici a seconda del tipo di transistor. I terminali di un semplice transistor bipolare sono chiamati collettore, emettitore e base. La corrente o la tensione applicata alla base influiscono sul flusso di corrente dal collettore all'emettitore.

La tensione alla base del transistor può essere utilizzata per accendere e spegnere il flusso di corrente dal collettore all'emettitore. Questo tipo di transistor è un interruttore ed è un tipo comune di transistor CPU chiamato gate logico. Un interruttore generalmente non consente alla corrente di fluire attraverso di essa a meno che la tensione alla base non sia superiore a una soglia minima. La tensione alla base è controllata da altri componenti nel circuito.

Un transistor CPU può anche essere un amplificatore. Questo tipo di transistor utilizza la tensione alla base per controllare la quantità di corrente che fluisce attraverso l'amplificatore. Ciò significa che un piccolo cambiamento nella tensione alla base può produrre una grande differenza nella tensione tra il collettore e l'emettitore.

I transistor offrono vantaggi significativi rispetto ai tubi a vuoto nei computer. Un transistor CPU è molto più piccolo del suo equivalente tubo a vuoto, consentendo la miniaturizzazione dei computer. La produzione di transistor può essere automatizzata in misura maggiore rispetto a quella dei tubi a vuoto, il che significa che i transistor sono più economici dei tubi a vuoto.

Il primo brevetto per un transistor fu depositato da Julius Edgar Lilienfeld nel 1925, anche se in realtà non costruì un tale dispositivo. Herbert Matare scoprì gli effetti dei semiconduttori mentre lavorava su un sistema radar Doppler nel 1942. Poi la tecnologia progredì, e nel 1947 mentre lavorava ai Bell Labs di AT&T, Walter Brattain e John Bardeen scoprirono che un cristallo di germanio poteva amplificare una corrente elettrica. Gordon Teal costruì il primo transistor al silicio per Texas Instruments nel 1954, e il transistor CPU, che è un transistor a ossido di metallo (MOS), fu costruito per la prima volta presso i Bell Labs nel 1960.