Quali sono le comuni applicazioni a transistor?
Le applicazioni a transistor comuni includono interruttori digitali e analogici, amplificatori di segnale, regolatori di potenza e controller di apparecchiature. I transistor sono anche i mattoni dei circuiti integrati e dell'elettronica più moderna. I microprocessori ne includono spesso oltre un miliardo in ciascun chip. I transistor sono utilizzati in quasi tutto, dalle stufe ai computer e dai pacemaker agli aerei.
I primi transistor furono prodotti alla fine degli anni '40 come sostituti dei semiconduttori per tubi a vuoto. Le prime applicazioni a transistor includevano apparecchiature telefoniche, radio e apparecchi acustici. I computer di dimensioni ambiente sono stati riprogettati per utilizzare i transistor, riducendo le dimensioni e i problemi di surriscaldamento. Rispetto ai tubi, i transistor sono piccoli, economici e leggeri: sono anche resistenti e insensibili alle vibrazioni o agli urti. Senza tempo di riscaldamento, bassa tensione operativa e lunga durata, il transistor ha rapidamente sostituito la maggior parte della tecnologia dei tubi.
La crescente portabilità ha portato a molte nuove applicazioni di transistor negli anni '50 e '60. Calcolatrici, televisori e megafoni sono diventati più piccoli e più convenienti; alcuni di questi non erano nemmeno possibili fino all'invenzione del transistor. Anche gli stereo domestici e i trasmettitori radio amatoriali sono diventati più accessibili. I militari hanno usato le capacità a radiofrequenza (RF) ad alta potenza del transistor nei radar e nelle radio a due vie portatili. Man mano che la tecnologia migliorava, alcuni produttori di computer offrivano modelli a transistor che non riempivano più l'intera stanza.
All'inizio degli anni '60 fu creato il circuito integrato (IC), che combinava centinaia di transistor interconnessi su un piccolo chip. Ben presto i circuiti integrati contenevano migliaia di transistor a bassa potenza, rendendo molto portatili i computer e l'elettronica di consumo. Tuttavia, rimangono molte applicazioni a transistor discreti per dispositivi di media e alta potenza. Le dimensioni del materiale e la dissipazione del calore necessarie per una maggiore corrente e tensione richiedono semplicemente un dispositivo più grande. La maggior parte degli amplificatori audio, degli alimentatori a commutazione e dei controller del motore utilizzano ad esempio singoli transistor di potenza.
Esistono molte più applicazioni di transistor di potenza, tra cui accensione di veicoli, sistemi di controllo e accessori. I dispositivi medici, i controlli delle macchine industriali e le apparecchiature di navigazione si basano tutte sulle caratteristiche dei transistor. Gli inverter di potenza per il funzionamento dei dispositivi di condizionamento dell'aria domestici da batterie per auto a corrente continua (CC) utilizzano transistor ad alta corrente. Alcune applicazioni possono includere anche circuiti integrati digitali, analogici o a segnale misto insieme a transistor di potenza. Anche i circuiti di media potenza come i driver della bobina e del display utilizzano spesso transistor discreti o un piccolo array di transistor.
Le applicazioni a transistor per scopi speciali utilizzano anche singoli dispositivi. I telefoni cellulari e i sistemi a microonde includono transistor in grado di frequenze fino a centinaia di Gigahertz. I transistor induriti per radiazione vengono solitamente utilizzati in satelliti e altre applicazioni aerospaziali. Le coppie di transistor Darlington estremamente sensibili si trovano spesso in dispositivi sensibili al tocco e alla luce. Come parte di un optoisolatore, un fototransistor può anche isolare elettricamente un circuito da un altro mentre lo controlla ancora.
Le nanotecnologie e i materiali organici stanno introducendo nuovi tipi di transistor. Inoltre, ogni anno vengono prodotti oltre un miliardo di transistor discreti. Con circa un miliardo in ciascun microprocessore prodotto, le applicazioni a transistor sembrano quasi infinite.