Il est l’une des inventions les plus révolutionnaires de son domaine, le Transistor est un composant électronique tripolaire qui a permis de réduire non seulement la taille, mais aussi l’énergie nécessaires pour le fonctionnement de plusieurs appareils, et ceci des centaines de fois ! Utilisé généralement dans l’électronique analogique, puis par la suite dans le numérique, le champ d’utilisation de ce semi-conducteur n’a pas cessé de s’étendre pour atteindre pratiquement tous ce qui fonctionne à l’électricité. La composition, le mode de fonctionnement ainsi que d’autres informations intéressantes sur le Transistor seront le sujet de notre présent article ; restez avec nous !
Plan de l'article
Composition et fonction du Transistor
La dénomination du Transistor ce compose de deux diminutifs des mots anglais : transfer et resistor. Ce qui nous donne un peu une indication sur sa fonction, et bien le Transistor est un composant actif à semi-conducteur composé de trois pôles (l’émetteur, la base et le collecteur) ; ces derniers servent à contrôler un courant de sortie (généralement important) via le collecteur, par un autre courant (généralement faible) au moyen de l’électrode d’entrée, la base.
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En somme, les deux principales rôles d’un Transistor sont la commutation (le contrôle) et l’amplification (multiplication) de courants ou d’intensité le traversant.
Le Transistor Bipolaire (le plus utilisé) est composé principalement d’une matière semi-conductrice qu’on appel : le Silicium. Ce dernier est « dopé » soit positivement pour donner une zone P ou bien négativement pour donner une zone N. Ces deux zones sont juxtaposées avec une troisième pour donner un tripolaire de jonction NPN ou bien PNP.
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Il existe aussi un autre type de Transistor appelé Transistor à Effet de Champ, ce dernier n’a besoin que d’un seul courant pour appliquer sa fonction de contrôle. Il est aussi un tripolaire dont l’émetteur devient la source, la base la grille et le collecteur le drain.
Exemples d’usages des Transistors
La commutation, citée ci-haut est une fonction appliquée comme interrupteur dans les circuits logiques qui composent le circuit intégré présent dans la majorité des appareils électroniques (Ordinateurs, smartphones, Consoles de jeux).
L’amplification quant à elle, et bien c’est pour augmenter l’amplitude d’un signale électrique, comme le principe qui laisse le son d’un baffle augmenter ou baisser. Le Transistor peut aussi avoir la fonction très utile de stabiliser un courant électrique ou bien moduler un signal. On peut rajouter d’autre types de Transistors, comme le Transistor Unipolaire, Transistor Unijonction ou bien le TGBT.
Les différents types de transistors
Dans le domaine de l’électronique, il existe une variété de transistors qui se distinguent par leurs caractéristiques et leurs applications spécifiques. Voici les principaux types de transistors utilisés dans l’industrie :
Le transistor bipolaire : Ce type de transistor est composé de deux jonctions PN et permet d’amplifier un signal électrique en contrôlant le courant qui circule à travers lui. Il est largement utilisé dans les circuits électroniques, notamment pour les amplificateurs audio.
Le transistor à effet de champ (FET) : Contrairement au transistor bipolaire, le FET utilise des charges électriques plutôt que des courants pour amplifier ou commuter un signal. Les FET sont couramment utilisés dans les circuits intégrés et offrent une faible consommation d’énergie ainsi qu’une grande stabilité.
Le transistor MOSFET : aussi appelé Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, ce dispositif est souvent utilisé comme interrupteur électronique en raison de sa capacité à supporter des tensions élevées tout en ayant une faible résistance lorsqu’il est activé.
Le transistor Darlington : Ce type particulier de transistor bipolaire offre une plus grande amplification du courant que les transistors classiques grâce à la combinaison de deux transistors montés en cascade.
Le transistor IGBT : L’Insulated Gate Bipolar Transistor combine certaines propriétés des MOSFETs et des transistors bipolaires pour fournir une commutation rapide avec une puissance plus élevée. Ils sont souvent utilisés dans les applications nécessitant un contrôle précis du courant tels que les convertisseurs de puissance.
Il faut noter que chaque type de transistor a ses avantages et ses limitations, ce qui détermine son utilisation dans différents domaines. Les transistors sont des composants essentiels pour l’industrie électronique moderne, permettant le développement constant d’appareils toujours plus performants et innovants.
Les avancées technologiques dans le domaine des transistors
Au fil des années, le domaine des transistors a connu de nombreuses avancées technologiques qui ont révolutionné l’industrie électronique. Ces progrès ont permis de développer des transistors plus performants, plus petits et plus efficaces sur le plan énergétique.
L’une des avancées majeures est la miniaturisation des transistors. Effectivement, dès leur invention dans les années 1940, les premiers transistors occupaient une surface considérable sur un circuit imprimé. Grâce aux progrès incessants dans la fabrication de semi-conducteurs, il est désormais possible d’intégrer plusieurs milliards de transistors sur une puce de silicium pas plus grande qu’un ongle.
Cette miniaturisation a ouvert la voie à la conception et au développement d’appareils électroniques toujours plus compacts tels que les smartphones et les ordinateurs portables ultrafins. Elle a aussi contribué à l’émergence de technologies telles que l’intelligence artificielle (IA) et l’Internet des objets (IdO), qui nécessitent un grand nombre de transistors pour traiter rapidement une énorme quantité d’informations.
Parallèlement à cette miniaturisation, les chercheurs se sont aussi penchés sur l’amélioration du rendement énergétique des transistors. Effectivement, avec la demande croissante en appareils mobiles et en autonomie accrue recherchée par les consommateurs, il était nécessaire de réduire la consommation d’énergie tout en maintenant une performance optimale.
C’est ainsi qu’est né le concept de transistors à basse consommation d’énergie. Des techniques telles que le dopage sélectif, les matériaux semi-conducteurs avancés et la conception optimisée des circuits ont permis de réduire significativement la tension nécessaire pour activer les transistors. Cela a abouti à une diminution considérable de la consommation d’énergie des appareils électroniques, prolongeant ainsi leur autonomie.
Une autre avancée majeure dans le domaine des transistors est l’utilisation de nouveaux matériaux tels que le graphène ou les nanotubes de carbone. Ces matériaux offrent des propriétés exceptionnelles en termes de