Transístor
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O transístor (ou transistor) é um componente eletrônico que começou a se popularizar na década de 1950 tendo sido o principal responsável pela revolução da electrónica na década de 1960, e cujas funções principais são amplificar e chaveamento de sinais elétricos. O termo vem de transfer resistor (resistor de transferência), como era conhecido pelos seus inventores.
O processo de transferência de resistência, no caso de um circuito analógico, significa que a impedância característica do componente varia para cima ou para baixo da polarização pré-estabelecida. Graças à esta função, a corrente elétrica que passa entre coletor e emissor do transístor varia dentro de determinados parâmetros pré-estabelecidos pelo projetista do circuito eletrônico; esta variação é feita através da variação de tensão num dos terminais chamado base, que conseqüentemente ocasiona o processo de amplificação de sinal.
Entende-se por "amplificar" o procedimento de tornar um sinal elétrico mais fraco em mais forte. Um sinal elétrico de baixa intensidade, como os sinais gerados por um microfone, é injetado em um circuito eletrônico (transistorizado por exemplo), cuja função principal é transformar este sinal fraco gerado pelo microfone em sinais elétricos com as mesmas características mas com potência suficiente para excitar os altifalantes, a este processo todo se dá o nome de ganho de sinal.
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Invenção
O transístor foi inventado no Bell Telephone Laboratories e inicialmente demonstrado em 23 de Dezembro de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain, e William Bradford Shockley, que foram laureados com o prémio Nobel da Física em 1956. Ironicamente, eles pretendiam fabricar um transístor de efeito de campo (FET) idealizado por Julius Edgar Lilienfeld antes de 1925, mas acabaram por descobrir uma amplificação da corrente no ponto de contacto do transístor, isso evoluiu posteriormente para converter-se no transístor de junção bipolar (BJT).
Os primeiros transístores disponíveis aos consumidores estavam em aparelhos auditivos, seguidos rapidamente por rádios transistorizados. A indústria de computadores começou imediatamente a projectar computadores usando os transístores que eram menores, mais económicos que as válvulas.
Importância
O transístor é considerado por muitos uma das maiores descobertas ou invenções da história moderna. A chave da importância do transístor na sociedade moderna é a sua habilidade de ser produzido em enormes quantidades usando técnicas simples, resultando em preços irrisórios. É conveniente salientar que é praticamente impossível encontrarmos circuitos integrados que não possuam internamente centenas, milhares ou mesmo milhões de transístores, juntamente com outros componentes como resistências e condensadores. Por exemplo o microprocessador Pentium 4 da Intel tem 42 milhões de transístores, usando uma arquitectura de fabricação de 130 nanómetros, ou seja cada transístor fica distanciado dos outros 130 milionésimos de um milímetro.
O 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 simplesmente alguns milhões de transístores e um programa de computador apropriado e realizar a mesma tarefa. Os transistores hoje em dia têm substituído quase todos os dispositivos electromecânicos, a maioria dos sistemas de controle, e aparecem em grandes quantidades em tudo que envolva electrónica desde os computadores aos carros.
O 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 informação digital, mais e mais esforço foi posto 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 análogas 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 fracção de tempo.
Fabricação
Os materiais utilizados na fabricação do transístor são principalmente o Silício (Si), o Germânio (Ge) e alguns óxidos. Na natureza, o silício é um material isolante elétrico, devido à conformação das ligações eletrônicas de seus átomos, gerando uma rede eletrônica altamente estável.
Quando o silício purificado é transformado por um processo chamado de dopagem, são introduzidos materiais selecionados (conhecidos como impurezas) que transformam a estrutura eletrônica, introduzindo-se entre as ligações dos átomos de silício, roubando ou doando elétrons dos átomos, gerando o silício P ou N, conforme ele seja positivo (tenha falta de elétrons) ou negativo (tenha excesso de elétrons) e como resultado temos ao fim do processo um semicondutor.
O transístor é montado justapondo-se uma camada P, uma N e outra P, criando-se um transístor do tipo PNP. O transístor do tipo NPN é obtido de modo similar.
Funcionamento
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O efeito amplificador que existe no transístor é obtido ao controlar-se, através de um terminal chamado Base, a intensidade da corrente que flui entre o terminal por qual entram os elétrons (Emissor) e o terminal de saída (Colector) do transístor.
Existem também outros tipos de transístores, notadamente os de efeito de campo (transístores FET, de Field Effect Transistor), que obtêm amplificações maiores e são construídos de forma diferente.