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a transistor

Nascita del transistor

Nel novembre del 1954 venne commercializzato il primo apparecchio radio interamente a transistor. A guardare la storia della tecnologia da quel giorno ad oggi, sembra che non siano passati solo cinquant'anni, ma un tempo smisurato. Il transistor e i suoi derivati hanno infatti impresso allo sviluppo tecnologico un'accelerazione che non si era mai vista prima, nemmeno ai tempi della Rivoluzione Industriale o della nascita della Radio stessa. Oggi guardiamo con affetto e nostalgia alle prime "radioline" degli anni '50, che entrano a buon diritto nel mondo della radio d'epoca, e guadagnano un posto di assoluta dignità a fianco delle loro calde ed ingombranti "sorelle" a valvole. Coloro che hanno l’età per ricordare quegli anni, memorabili anche per tanti altri motivi, non possono certamente dimenticare il primo “contatto” con uno di quei curiosi oggetti variopinti, allora chiamati affettuosamente “radioline a transistor” o semplicemente “transistor”, scatolette di plastica abbellite da qualche fregio cromato e racchiuse in una lussuosa custodia in cuoio, che col loro peso di poche diecine di grammi erano in grado di sintonizzarsi con precisione su tante stazioni senza diventare neppure leggermente tiepide, ma diffondendo quel “profumo” di elettronica che ci sarebbe diventato in seguito tanto familiare. A fianco ai “transistor” tascabili, poi, c’erano – o arrivarono subito dopo – i “transistor” portatili, col mobiletto in legno rivestito in tela plastificata o “vinilpelle”, provvisti di antenna telescopica e maniglia per il trasporto, che con le loro pile a lunga durata e un altoparlante di grande diametro assicuravano un suono di buona qualità, quasi comparabile con quello delle agguerrite concorrenti a valvole. Iniziò così una guerra, destinata a protrarsi per oltre un decennio, nella quale ogni giorno la nuova tecnologia rubava terreno alla vecchia, fino a soppiantarla del tutto e a renderla obsoleta e inutile. Qualcosa del genere capiterà tante altre volte negli anni a seguire, sempre a causa del transistor, che sotto altra veste causerà dapprima la “morte” delle calcolatrici meccaniche, e successivamente quella delle gloriose macchine da scrivere, col conseguente crollo finanziario di numerose aziende storiche che basavano i loro affari sulla meccanica di precisione e non ebbero la prontezza di riconvertirsi. Nascita del transistor Il transistor nasce in America alla fine del 1947. E’ frutto di una lunga ricerca condotta presso i Bell Laboratories da Shockley, Bardeen e Brattain, che per questo risultato guadagneranno il premio Nobel nel 1956. La storia comincia negli anni precedenti la II Guerra Mondiale, quando alcuni ricercatori, studiando le caratteristiche del silicio scoprirono l’esistenza di due diversi tipi di semiconduttore, quello di tipo “N” e quello di tipo “P”, a seconda di certe impurità contenute nel reticolo cristallino. Fu subito chiaro che questa ricerca avrebbe potuto condurre a utili applicazioni, tanto che il giovane ricercatore William Shockley ebbe a dichiarare nel 1939: “Sono certo che un amplificatore che faccia uso di semiconduttori al posto dei tubi a vuoto sia in linea di principio possibile”. Sfortunatamente la guerra interruppe le ricerche in questo settore, e fu solo nel 1945 che venne ristabilito presso i Bell Labs un gruppo di lavoro sui semiconduttori, capeggiato da Shockley. Nei due frenetici anni successivi il gruppo concentrò le sue ricerche sul germanio, invece del silicio utilizzato prima della guerra, e finalmente il 23 dicembre 1947 i tre ricercatori poterono presentare al mondo intero un dispositivo amplificatore completamente nuovo, nella forma di un antiestetico intreccio di fili montati su un supporto di plexiglas. Le caratteristiche dei primi transistor non erano certo entusiasmanti: il coefficiente di amplificazione era piuttosto scarso, il comportamento alle alte frequenze largamente deludente, e l’affidabilità complessiva lasciava molto a desiderare. Ciononostante le grandi industrie cominciarono quasi immediatamente la produzione di proprie serie di transistor, soprattutto in vista di applicazioni particolari, in cui la miniaturizzazione e il basso consumo fossero elementi determinanti per il progetto. Dunque all’inizio degli anni ’50 del secolo scorso, le principali aziende americane già attive nel campo dei tubi elettronici (RCA, Sylvania, Raytheon,), mantenevano una linea di produzione di dispositivi a semiconduttore, senza peraltro “spingere” troppo, e senza inserirli in prodotti di largo consumo, soprattutto per evitare di rischiare sulla propria immagine. L’unica tra le grandi industrie a lavorare seriamente ad una applicazione che favorisse il lancio commerciale del transistor era la Texas Instruments (TI), azienda leader nel settore dei semiconduttori. Di fatto già nel 1953 gli ingegneri della TIavevano messo a punto un progetto di ricevitore tascabile interamente a transistor. I prototipi, pur perfettamente funzionanti, denotavano però alcuni problemi dovuti alla necessità di selezionare i transistor da installare in ciascuno stadio, a causa dell’alta variabilità delle caratteristiche di ciascun elemento. Ciò faceva lievitare il prezzo del prodotto finito a livelli improponibili, data l’alta percentuale di lavoro manuale necessaria per la produzione e messa a punto di ciascun esemplare. Intanto, una giovane azienda di Indianapolis, la I.D.E.A. (Industrial Development Engineering Associates), nata dall’associazione di alcuni ex dipendenti dell’RCA, stava a sua volta cercando un proprio sbocco commerciale, con prodotti che non la mettessero in diretta concorrenza con le grandi Case. Già attiva nel campo dell’elettronica con un amplificatore d’antenna per TV, nel 1954 fondò una divisione nuova, cui venne dato il nome di REGENCY, con lo scopo di sviluppare e brevettare nuovi dispositivi in campo elettronico. Il presidente dell’IDEA, Ed Tudor, fu entusiasta all’idea di iniziare la produzione di un ricevitore tascabile a transistor, partendo dal presupposto che con l’avvento della guerra fredda con l’Unione Sovietica, in previsione di un attacco nucleare la radio a transistor avrebbe potuto rappresentare un elemento essenziale per la sopravvivenza. Fu l’ingegnere capo della Regency, Dick Koch, a sviluppare l’idea che mancava alla TI per rendere commerciabili i suoi apparecchi a transistor. Con le modifiche di Koch il progetto della TI diventava insensibile alle caratteristiche intrinseche dei componenti utilizzati, che quindi potevano essere montati e saldati direttamente sulla piastrina a circuito stampato senza alcun altro intervento umano. Inoltre il numero dei transistor scendeva da sei a quattro, con un conseguente ulteriore calo di costo alla produzione. Una terza azienda, la PAINTER, TEAGUE & PETERTIL, specializzata in design industriale, fu incaricata di progettare il contenitore in materiale plastico colorato, da realizzarsi per semplice stampaggio a caldo, senza alcuna successiva lavorazione meccanica (fresatura, lucidatura o altro). Il primo transistor, presentato presso i Bell Labs nella storica data del 23 dicembre 1947. Il transistor nasce in America alla fine del 1947. E’ frutto di una lunga ricerca condotta presso i Bell Laboratories da Shockley, Bardeen e Brattain, che per questo risultato guadagneranno il premio Nobel nel 1956. La storia comincia negli anni precedenti la II Guerra Mondiale, quando alcuni ricercatori, studiando le caratteristiche del silicio scoprirono l’esistenza di due diversi tipi di semiconduttore, quello di tipo “N” e quello di tipo “P”, a seconda di certe impurità contenute nel reticolo cristallino. Fu subito chiaro che questa ricerca avrebbe potuto condurre a utili applicazioni, tanto che il giovane ricercatore William Shockley ebbe a dichiarare nel 1939: “Sono certo che un amplificatore che faccia uso di semiconduttori al posto dei tubi a vuoto sia in linea di principio possibile”. Sfortunatamente la guerra interruppe le ricerche in questo settore, e fu solo nel 1945 che venne ristabilito presso i Bell Labs un gruppo di lavoro sui semiconduttori, capeggiato da Shockley. Nei due frenetici anni successivi il gruppo concentrò le sue ricerche sul germanio, invece del silicio utilizzato prima della guerra, e finalmente il 23 dicembre 1947 i tre ricercatori poterono presentare al mondo intero un dispositivo amplificatore completamente nuovo, nella forma di un antiestetico intreccio di fili montati su un supporto di plexiglas. Il nome transistor (combinazione di TRANSconductance varISTOR) fu suggerito da un altro ingegnere dei Bell Labs. La teoria che sta alla base del funzionamento dei transistor (teoria delle bande nei semiconduttori) è piuttosto complessa, difficilmente semplificabile come si usa fare per spiegare il funzionamento delle valvole. Il primo transistor (detto anche “triodo a stato solido”), è un diretto discendente del diodo a semiconduttore, a sua volta derivato dai classici rivelatori a galena conosciuti fin dai primi anni del secolo scorso. Il diodo a cristallo è basato su un pezzetto di cristallo di germanio su una superficie del quale viene collegato un conduttore (terminale di catodo), e sull’altra superficie viene realizzato un contatto a “baffo di gatto” con un filo sottilissimo (terminale di anodo), realizzando così una “giunzione” dalle proprietà rettificatrici per la corrente elettrica. La corrente può fluire con facilità dall’anodo verso il catodo, ma non viceversa. Il transistor originale a punte di contatto era basato su una tecnologia simile; consisteva in una piastrina di germanio, detta base, a una faccia della quale era connesso un elettrodo, mentre sull’altra faccia erano poggiati altri due sottili elettrodi a punta: uno era detto emettitore (o anche “emittore” dall’inglese emitter), l’altro collettore. In questo modo si avevano due punti di contatto, quello tra base ed emettitore e quello tra base e collettore. Il ben noto simbolo grafico del transistor deve la sua origine proprio alla configurazione iniziale.