Bacheca 2

COMPONENTI ATTIVI

DIODO AL GERMANIO

Da un catalogo del 1975 si apprende che il costo di un diodo al germanio tipo OA70 era di 165 lire, se lo rapportiamo agli stipendi attuali costerebbe 1,59 Euro (circa 3.000 delle vecchie lire).

In realtà attualmente un diodo simile costa non più di 10 centesimi di Euro. Un diodo al silicio 1N4148 costa circa 3 centesimi di euro. 
Un transistore al germanio di tipo OC22, nel 1960 costava l’equivalente di quasi mezzo stipendio.

TRANSISTORE

Caratteristiche

E’ un dispositivo elettronico a semiconduttore (in genere silicio o germanio), munito di tre elettrodi, in cui la resistenza elettrica può essere fatta variare entro certi limiti (il termine transistore deriva dall’inglese transformer resistor, ossia trasformatore di resistenza).

TRANSISTORE BIPOLARE (Bipolar Junction Transitor) detto anche BJT , in quanto alla conduzione partecipano sia gli elettroni sia le lacune, o cariche positive. E’ costituito da un cristallo di silicio (o di germanio) che presenta zone di drogaggio p o n, distribuite alternativamente in tre strati p-n-p o n-p-n,separate da due zone dette giunzioni p-n. Le zone esterne sono dette emettitore e collettore, mentre la zona centrale è detta base: le tre zone costituiscono i tre elettrodi. E’ utilizzato come amplificatore e come interruttore. Ha soppiantato, nella maggior parte delle applicazioni, le valvole termoioniche (o triodi).

Vantaggi rispetto alle valvole:

• Minor ingombro
• Minor costo
• Minore assorbimento di energia
• Maggiore affidabilità
• Più veloce

TRANSISTORE UNIPOLARE.

E’ caratterizzato dal fatto che la conduzione è dovuta ad un solo tipo di portatore di carica (elettroni o lacune).I transitori unipolariche rappresentano uno sviluppo successivo ai transistori bipolari, sono anche detti transistori a effetto di campo o FET (Field Effect Transistor) in quanto sfruttano l’effetto di un campo elettrico per controllare il flusso di carica tra due dei loro elettrodi: si distinguono essenzialmente in FET a giunzione o JFET (Junction FET) e FET a metallo-ossido-semiconduttore o MOSFET (metal-Oxide-Semiconductor FET) detti anche semplicemente MOS. I tre elettrodi prendono il nome di gate o porta (G), source o sorgente (S) e drain o pozzo (D). Controllando la corrente tra source e drain, che si ottiene regolando la tensione di gate, si ha la proprietà di amplificazione del transistore MOS.

Vantaggi rispetto ai BJT:

• Il gate non richiede corrente dall’esterno: ciò implica un’elevatissima resistenza di ingresso (10¹² W o maggiore).
• Minore ingombro nella struttura: da tre a cinque volte più piccolo per cui è possibile realizzare circuiti integrati monolitici a grande e grandissima scala di integrazione; per es., un microprocessore della Intel ha oltre tre milioni e mezzo di transistori.

Un po’ di storia

Fu ideato nel 1947 da J. Bardeen (1908-1991) e W. H. Brattain (1902-1987) e fu detto a punte di contatto: consisteva in una lastrina di cristallo semiconduttore, detta base, a una faccia della quale era connesso un elettrodo, mentre sull’altra faccia appoggiavano due elettrodi, uno detto emettitore, l’altro collettore.

Nel 1948 W. B. Shockley (1910-1989) inventò il transistor a giunzione.

Nei primi anni ’50 furono commercializzati i primi transitori al costo di 15 $ cad.

Curiosità:

Vita media di una valvola: 10.000 ore

Vita media di un transistor: ~ 1.000.000 di ore.

 CIRCUITI INTEGRATI 

Si comincia a parlare di circuiti integrati nel 1952 con G. W. A. Dummer, un esperto britannico.

Nel 1958 Jack Kilby, della Texas Instruments, realizza un oscillatore a sfasamento con componenti multipli su un unico pezzo di semiconduttore.

Nel 1961 la Fairchild e la Texas Instruments costruiscono i primi circuiti integrati planari commerciali che contengono semplici funzioni di logica.

Nel 1963 la Fairchild produce un dispositivo, il 907, integrando due porte logiche, ciascuna costituita da quattro transistori bipolari e da quattro resistori.

Nel 1963, sempre la Fairchild, porta sul mercato il Micromosaic, che contiene alcune centinaia di transistori: l’innovazione consiste nel fatto che i transistori non sono collegati tra loro ma che, utilizzando un apposito programma, si possono connettere in base alle funzioni che il dispositivo deve realizzare; è nato, così ilprimo dispositivo programmabile.

Nel 1970 la Fairchild produce la prima RAM statica con capacità di 256-bit chiamata 4100.

Integrato 9N11 = SN7411 (3 AND a 3 ingressi) della ditta Fairchild costruito nella 40 settimana dell’anno 1971 come si deduce dalla stampigliatura.

Nello stesso anno l’INTEL annuncia la commercializzazione della prima RAM dinamica con capacità di 1024-bit, chiamata 1103.

Da quel momento la tecnologia è esponenziale e stupefacente, basti pensare che la National Semiconductor a fine 2000 ha messo a punto in tecnologia CMOS da 0,18 µm un sensore d’immagine CCD con risoluzione di 16,8 milioni di pixel, realizzato con circa 70 milioni di transistori integrati al suo interno.

A fine 2002 sono stati sperimentati i primi transistori FinFET con le nuove nanotecnologie da 25 nm (0,000000025 metri) alimentabili a 0,7V con tempi di propagazione (Gate Delay) di 0,39 pS per gli NPN e 0,88 pS per i PNP. Saranno richiesti dal mercato a partire dal 2007.

E.P.R.O.M. (Erasable Programmable Read Onluy Memory)

Vista di una EPROM 2716 in tecnologia TTL INIZIO ANNI ’80 In 5 x 5 mm di silicio ci sono 16 mila celle a 1 bit (2 KByte)

Vista di una EPROM 27C322 in tecnologia C-MOS FINE ANNI ’90 In 12 x 6 mm di silicio ci sono 32 milioni di celle a 1 bit (4 MByte) In una EPROM da 4 MByte si riesce a memorizzare  circa 6 minuti di musica in formato WAV

QUARZO Utilizzato per generare oscillazioni  a frequenza caratteristica di ogni quarzo. Notare come viene garantita la precisione  della frequenza alla quinta cifra dopo la virgola.

ESEMPIO DI UN  OSCILLATORE AL QUARZO

Notizie

Ultima revisione il 09-11-2023 da ORAZIO LUIGI SALADINI