História do Transistor

O transístor  de silício e germânio é um componente eletrônico inventado em 1947 e que começou a popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal responsável pela revolução da eletrônica na década de 1960. São utilizados principalmente como amplificadores e interruptores de sinais elétricos. Também são usados como retificadores elétricos em um circuito podendo ter variadas funções . O termo provém do inglês transfer resistor (resistor/resistência de transferência), como era conhecido pelos seus inventores. 

O transístor de silício e germânio foi inventado nos Laboratórios da companhia norte-americana Bell Telephone por John Bardeen e Walter Houser Brattain, em 1947,  e inicialmente demonstrado, em 1948, por John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley, que foram laureados com o Nobel de Física em 1956( a Elétrica faz parte da Física).  O objetivo do projeto era criar um dispositivo compacto e barato para substituir as válvulas termoiônicas usadas nos sistemas telefônicos da época.

Os transistores bipolares passaram a ser incorporados a diversas aplicações, tais como aparelhos auditivos, seguidos rapidamente por rádios transistorizados. Mas a indústria norte-americana não adotou imediatamente o transistor nos equipamentos eletrônicos de consumo, preferindo continuar a usar as válvulas termoiônicas, cuja tecnologia era amplamente dominada. Foi por meio de produtos japoneses, notadamente os rádios portáteis fabricados pela Sony, que o transistor passou a ser adotado em escala mundial. 

A grande vantagem dos transistores em relação às válvulas foi demonstrada em 1958, quando Jack Kilby, da Texas Instruments, desenvolveu o primeiro circuito integrado, consistindo de um transistor, três resistores e um capacitor, implementando um oscilador simples. A partir daí, via-se a possibilidade de criação de circuitos mais complexos, utilizando integração de componentes (circuito integrado). Isto marcou uma transição na história dos transistores, que deixaram de ser vistos como substitutos das válvulas e passaram a ser encarados como dispositivos que possibilitavam a criação de circuitos complexos, integrados, miniaturizados.

Em 1970, a Intel anunciava a primeira DRAM (tipo de memória RAM), fabricada com tecnologia PMOS. Em 1971, a mesma empresa lançava o primeiro microprocessador do mundo, o 4004, baseado em tecnologia PMOS. Ele tinha sido projetado para ser usado em calculadoras. Ainda em 1971, resolviam-se os problemas de estado de superfície e emergia a tecnologia NMOS, que permitia maior velocidade e maior poder de integração.

A partir da década de 80, o uso de CMOS (circuitos integrados miniaturizados) foi intensificado, levando a tecnologia a ser usada em 75% de toda a fabricação de circuitos, por volta do ano 2000.

O primeiro processador de 8 bits (Intel 8008) usava tecnologia PMOS e tinha frequência de 0,2 MHz. Ano de fabricação: abril/1972 – 3500 transistores com 10 um ou 10000 nm, com uma tensão de trabalho de 5 V.

Dez anos depois, a Intel lançou o 80286, com frequências de 6, 10 e 12 MHz, fabricado com tecnologia CMOS (circuitos integrados miniaturizados) – 134.000 transistores 1,5 mícron ou 1500 nm, com uma tensão de trabalho de 5 V.

O Pentium 4, lançado em janeiro de 2002, trabalha com frequências de 1300 a 4000 MHz, com 55 milhões de transistores CMOS 130 nm. A série de chips Radeon 2000, por exemplo, atinge os 500 milhões de transistores, chegando à casa dos 40 nm. 

A placa de vídeo da AMD Radeon HD 6870, lançada em outubro de 2010, trabalha com frequências de 900 MHz na GPU, 4200 MHz de frequência de memória do tipo GDDR5 (interface de 256 bits), tem 1,7 bilhão de transistores, com processo de fabricação de 40 nm e um Core de 255 mm2.

Primeiro transistor: estrutura elementar improvisada

Transistor moderno de alta potência

Placa com circuito integrado de transistores

Importância

O transistor é considerado por muitos uma das maiores  invenções da história moderna, tendo tornado possível a revolução dos computadores e equipamentos eletrônicos. A chave da importância do transistor na sociedade moderna é sua possibilidade de ser produzido em enormes quantidades usando técnicas simples, resultando em preços irrisórios.

É conveniente salientar que é praticamente impossível serem encontrados circuitos integrados que não possuam, internamente, centenas, milhares ou mesmo milhões de transistores, juntamente com outros componentes como resistores e condensadores. Por exemplo, o microprocessador Cell do console Playstation 3 tem aproximadamente 234 milhões de transistores, usando uma arquitetura de fabricação de 45 nanômetros, ou seja, a porta de controle de cada transistor tem apenas 45 milionésimos de um milímetro.

Seu baixo custo permitiu que se transformasse num componente quase universal para tarefas não-mecânicas. Visto que um dispositivo comum, como um refrigerador, usaria um dispositivo mecânico para o controle, hoje é frequente e muito mais barato usar um microprocessador contendo alguns milhões de transistores e um programa de computador apropriado para realizar a mesma tarefa. Os transistores, hoje em dia, têm substituído quase todos os dispositivos eletromecânicos, a maioria dos sistemas de controle, e aparecem em grandes quantidades em tudo que envolva eletrônica, desde os computadores aos carros.

Seu custo tem sido crucial no crescente movimento para digitalizar toda a informação. Com os computadores transistorizados a oferecer a habilidade de encontrar e ordenar rapidamente informações digitais, mais e mais esforços foram postos em tornar toda a informação digital. Hoje, quase todos os meios na sociedade moderna são fornecidos em formato digital, convertidos e apresentados por computadores. Formas analógicas comuns de informação, tais como a televisão ou os jornais, gastam a maioria do seu tempo com informação digital, sendo convertida no formato tradicional apenas numa pequena fração de tempo.

Nós podemos considerar a eletrônica antes do transistor e depois da revolução do transistor na década de 1960. Cada vez mais miniaturizados, os transistores vêm proporcionando velocidade de resolução e qualidade de vida à humanidade. 

Transistores com diferentes encapsulamentos. À esquerda, um transistor de sinal em encapsulamento TO-92. À direita, um transistor de alta potência em encapsulamento metálico TO-3.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Trans%C3%ADstor#Inven.C3.A7.C3.A3o

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/67-historia-da-eletronica/407-a-historia-do-transistor.html

Profa. Lúcia Rocha

Imagens:

http://www.newtoncbraga.com.br/images/stories/artigos/art0014_01.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/HighPowerTransistor.JPG/300px-HighPowerTransistor.JPG

http://i106.photobucket.com/albums/m262/somaovivo/mesas/alto_ci1_b.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f8/Transistor-photo.JPG/210px-Transistor-photo.JPG