Posée par: Tony Whelan

Réponse

La conception d’un transistor lui permet de fonctionner comme un amplificateur ou un commutateur. Ceci est accompli en utilisant une petite quantité d’électricité pour contrôler une porte sur une alimentation en électricité beaucoup plus importante, un peu comme tourner une vanne pour contrôler une alimentation en eau.
Les transistors sont composés de trois parties : une base, un collecteur et un émetteur. La base est le dispositif de commande de porte pour la plus grande alimentation électrique. Le collecteur est l’alimentation électrique la plus importante, et l’émetteur est la sortie de cette alimentation. En envoyant des niveaux de courant variables de la base, la quantité de courant traversant la porte du collecteur peut être régulée. De cette façon, une très petite quantité de courant peut êtreutilisé pour contrôler une grande quantité de courant, comme dans un amplificateur. Le même processus est utilisé pour créer le code binaire pour les processeurs numériques, mais dans ce cas, un seuil de tension de cinq volts est nécessaire pour ouvrir la grille du collecteur. De cette manière, le transistor est utilisé comme un interrupteur à fonction binaire: cinq volts ‘allumés, moins de cinq volts ‘ ÉTEINTS.
Les matériaux semi-conducteurs sont ce qui rend le transistor possible. La plupart des gens sont familiersavec des matériaux électriquement conducteurs et non conducteurs. Les métaux sont généralement considérés comme conducteurs. Les matériaux tels que le bois, les plastiques, le verre et la céramique ne sont pas conducteurs ou isolants. À la fin des années 1940, une équipe de scientifiques travaillant à BellLabs dans le New Jersey a découvert comment prendre certains types de cristaux et les utiliser en tant que dispositifs de contrôle électronique en exploitant leurs propriétés semi-conductrices.La plupart des structures cristallines non métalliques seraient généralement considérées comme des isolants. Mais en forçant des cristaux de germanium ou de silicium à croître avec des impuretés telles que l’orphosphore de bore, les cristaux acquièrent des propriétés conductrices électriques entièrement différentes. En installant ce matériau entre deux plaques conductrices (l’émetteur et le collecteur), un transistor est fabriqué. En appliquant du courant au matériau semi-conducteur (base), des électronsplutôt qu’un conduit efficace soit formé permettant à l’électricité de passer, les scientifiques responsables de l’invention du transistor étaient JohnBardeen, Walter Brattain et William Shockley. Leur brevet s’appelait: « Élément de Circuit à trois Électrodes Utilisant des Matériaux Semi-conducteurs.’

Référence :

• Qui a inventé le transistor ?
• Comment fonctionnent les transistors ?

Répondu par: Stephen Portz, Professeur de technologie, Space Coast Middle School, FL
Il existe deux principaux types de transistors: les transistors à jonction et les transistors à effet de champ.Chacun fonctionne d’une manière différente. Mais l’utilité de tout transistor vient de soncapacité à contrôler un courant fort avec une tension faible. Par exemple, les transistors d’un système d’adresse publique amplifient (renforcent) la faible tension produite lorsqu’une personne parle dans un microphone. L’électricité provenant des transistors est suffisamment forte pourpérer un haut-parleur, qui produit des sons beaucoup plus forts que la voix de la personne.
TRANSISTORS À JONCTION
Un transistor à jonction est constitué d’une pièce mince d’un type de matériau semi-conducteur entre deux couches plus épaisses du type opposé. Par exemple, si la couche intermédiaire est de type p, les couches extérieures doivent être de type n. Un tel transistor est un transistor anNPN. L’une des couches extérieures s’appelle l’émetteur et l’autre est connuen tant que collecteur. La couche intermédiaire est la base. Les endroits où l’émetteur rejoint la base et la base rejoint le collecteur sont appelés jonctions.
Les couches d’un transistor NPN doivent avoir la tension appropriée connectée entre elles. La tension de la base doit être plus positive que celle de l’émetteur. La tension du capteur, à son tour, doit être plus positive que celle de la base. Les tensions sont alimentées par une batterie ou une autre source de courant continu.L’émetteur fournit des électrons. La base tire ces électrons de l’émetteur parce queil a une tension plus positive que l’émetteur. Ce mouvement d’électrons créeun flux d’électricité à travers le transistor.
Le courant passe de l’émetteur au collecteur à travers la base. Les changements de la tension connectée à la base modifient le flux du courant en changeant le nombre d’électrons dans la base. De cette façon, de petits changements dans la tension de base peuvent provoquer de grandeschangements du courant sortant du collecteur.
Les fabricants fabriquent également des transistors à jonction PNP. Dans ces dispositifs, l’émetteur etcollecteur sont à la fois un matériau semi-conducteur de type p et la base est de type n. Un transistor à jonction PNP fonctionne sur le même principe qu’un transistor NPN. Mais il diffère en unespect. Le flux principal de courant dans un transistor PNP est contrôlé en modifiant le nombre de trous plutôt que le nombre d’électrons dans la base. De plus, ce type de transistor ne fonctionne correctement que si les connexions négatives et positives à celui-ci sont opposées à celles du transistor NPN.
TRANSISTORS À EFFET DE CHAMP
Un transistor à effet de champ ne comporte que deux couches de matériau semi-conducteur, l’une sur l’autre. L’électricité traverse l’une des couches, appeléele canal. Une tension connectée à l’autre couche, appelée grille, interfère avec le courant circulant dans le canal. Ainsi, la tension connectée à la grille contrôle la longueur du courant dans le canal. Il existe deux variétés de base de transistors à effet de champ – le transistor à effet de champ de jonction (JFET) et le transistor à effet de champ semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET). La plupart des transistors contenus dans les circuits intégrés d’aujourd’hui sont des MOSFET.
Réponse de: Justin Shores, lycéen