Che cos'è un transistor al silicio?
Un transistor di silicio è un semiconduttore realizzato con una base di silicio. È utilizzato in un'ampia varietà di dispositivi elettronici, come televisori e telefoni, per alterare il flusso di corrente elettrica. Il silicio ha ampiamente sostituito il germanio nei transistor a causa della sua capacità di continuare a funzionare ad alte temperature. Il transistor al silicio presenta altri vantaggi rispetto ai materiali alternativi, come i costi di produzione, e quindi oggi è prodotto in serie nei paesi industrializzati.
Un transistor è un dispositivo con conducibilità elettrica intermedia o variabile. Viene utilizzato per amplificare e deviare le correnti elettriche nei dispositivi elettronici. Questo in genere viene fatto con un segnale di ingresso separato che controlla il flusso di elettricità attraverso il transistor. Il segnale di ingresso può essere modificato variando la sua tensione. Molti transistor raggruppati insieme formano un circuito integrato.
Texas Instruments, una società americana, fu la prima a produrre un transistor al silicio nel 1954. Prima di questo, i transistor erano realizzati con l'elemento germanio. I transistor al germanio funzionavano bene a basse temperature, ma avevano problemi a quelli più alti. Se i transistor si surriscaldassero, troppi elettroni verrebbero liberati dagli atomi di germanio. Questo era un grosso problema, perché i transistor funzionano solo con un numero limitato di elettroni che si muovono.
Il transistor al silicio ha mostrato una resistenza al calore molto maggiore rispetto alla sua controparte in germanio. Tuttavia, si è verificato un problema iniziale nel processo di produzione del transistor al silicio. Il silicio grezzo presenta difetti nella sua struttura cristallina che potrebbero interferire con il funzionamento di un transistor. Gli ingegneri hanno dovuto capire come trasformare il silicio in un singolo cristallo con una struttura atomica ripetuta. Alla fine, queste tecniche sono state sviluppate e il transistor al silicio è stato messo in produzione in serie.
In effetti, l'uso del silicio per realizzare circuiti integrati ha dimostrato di avere altri vantaggi, tra cui minori costi di produzione e maggiore gestione della potenza. Invece di produrre singolarmente i transistor, vengono "stampati" molti alla volta su una base di silicio. Ogni anno, il numero totale di transistor prodotti è molti milioni di volte più grande della popolazione della Terra. Molti miliardi di dollari statunitensi (USD) vengono spesi ogni anno in transistor al silicio.
I transistor al silicio si trovano in molti dispositivi domestici, inclusi computer, fotocamere digitali e telefoni cellulari. Possono anche essere trovati in alcuni posti meno ovvi. Le automobili, le lavatrici e molte caffettiere usano i chip di silicio per elaborare le informazioni. I dispositivi di controllo della temperatura e sicurezza spesso usano i chip per comunicare con reti più grandi, come la rete di un'intera casa, edificio o complesso.