Publié par : Claude Marchis | 24 février 2012

Le transistor, une révolution électronique

Publié dans le Tarn Libre du 24/02

Le 20 ème siècle fut extrêmement riche en découvertes. Dans ce foisonnement de savants qui publièrent, l’une après l’autre d’étonnantes théories; d’ingénieurs qui utilisèrent ces avancées scientifiques pour inventer de nouvelles technologies; il eut semblé ambitieux d’élaborer une sorte de hiérarchie sur le mérite de ces découvertes de cette époque tant on eût pu s’exalter d’admiration à l’apparition de chacune d’elles.

Du train à grande vitesse à l’internet, en passant par la télévision, le téléphone, la physique quantique, les nouveaux outils mathématiques, la conquête de l’espace, les travaux génétiques et l’ADN, on serait tenté aujourd’hui à procéder à une évaluation des découvertes du siècle en tenant compte de différents critères tels que leur utilité dans la vie quotidienne, l’audace ou le défi vers le savoir ou encore leur contribution au rayonnement de l’intelligence dans ce qu’elle a de plus spécifique à l’homme en dévoilant les mystères de la nature.

Cependant, on ne se tromperait guère en affirmant , du fait de son omniprésence dans les applications de la vie quotidienne, que la conquête la plus marquante revient au transistor appelé communément «la puce électronique». Le transistor est une pure application de la physique quantique qui connut son heure de gloire dans les années cinquante grâce aux travaux des physiciens et mathématiciens parmi lesquels Planck, Poincaré, Lorentz, Einstein, Bohr, De Broglie, Schrödinger… Il est aussi le fruit des travaux de la physique des matériaux, particulièrement dans les études de conductivité, des matériaux conducteurs qui laissent passer le courant électrique, des isolants à l’effet contraire et des semiconducteurs dont cette propriété varie selon les conditions de température, de lumière ou le taux des dites “impuretés”. Depuis plus d’un demi-siècle , les nouvelles techniques permettent de réaliser un contrôle de dopage d’impuretés dans ces produits constitués en germanium ou silicium créant ainsi un excès ou un manque d’électrons, ce qui amène une conductivité contrôlée.C’est en fait une restructuration du réseau cristallin de ces matériaux, à l’échelle nanométrique selon des principes de la physique quantique. Des électrons s’échappent mais leur flux migrateur est contrôlé.

circuit intégrécarte mère d'ordinateur

 

Amplificateur ou circuit logique

Le transistor est un dispositif électronique à base de semiconducteur composé de trois zones : l’émetteur, la base et le collecteur. Un léger courant injecté sur la base fait varier proportionnellement le courant plus intense circulant de l’émetteur vers le collecteur. Il agit alors en amplification. Il intervient aussi en commutateur. En effet, il est considéré passant quand le courant passe de l’émetteur au collecteur mais, saturé par un courant excessif sur sa base, le courant de l’émetteur au collecteur devient alors bloqué. On réalise ainsi les deux états logiques, ouvert ou fermé, ou 0 et 1. Ces transistors miniaturisés sont insérés dans un circuit dit “intégré”. On réalise alors des circuits logiques plus complexes implantés sur les cartes électroniques qui réalisent des processus où s’enchaînent des opérations de codage, de sortie conditionnée, toutes ces opérations utilisant une logique «boolienne».

Dès la fin des années cinquante, le transistor a remplacé les lampes cathodiques et les relais, ces composants des machines pionnières de l’informatique, des calculateurs lourds et consommateurs en énergie. Les nouveaux composants réalisent des opérations de plus en plus rapidement grâce aux améliorations des techniques de fabrication. De la tabulatrice facturière au début des années soixante au super-ordinateur en passant par le célèbre “Cray one” , il serait fastidieux de montrer l’évolution de leurs performances. Notons simplement, en considérant une unité de puissance désignée “flop” (nombre d’opérations par seconde) que nous sommes passé du millier de flops, au million, puis au mega, jusqu’ aux huit petaflops du récent super-ordinateur japonais Fujitsu.

Que de prouesses électroniques furent réalisées grâce au développement des puces électroniques. La miniaturisation lança l’évolution des objets portables, nomades, jusqu’aux techniques les plus prodigieuses de contrôle médicale, des systèmes embarqués en vaisseaux spatiaux et tant d’autres réalisations. Et pourtant on n’en s’émeut plus tant ces techniques sont devenues courantes. Elle méritaient bien ce rappel.

C .Marchis

Publicités

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

Catégories

%d blogueurs aiment cette page :