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Il transistor come interruttore digitale

1959-11
  • Mohamed M. Atalla
  • Dawon Kahng
Transistor MOSFET su circuito nel laboratorio di elettronica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'elemento fondamentale dell'elettronica digitale moderna è il transistor, in particolare il MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Funziona come un interruttore controllato elettronicamente. Applicando una tensione al suo terminale di gate, il flusso di corrente tra i suoi terminali di source e drain può essere attivato (rappresentando un "1") o disattivato (rappresentando uno "0"), consentendo l'implementazione di porte logiche.

Mentre il primo transistor fu il transistor a giunzione bipolare (BJT), il MOSFET divenne la tecnologia dominante per i circuiti digitali grazie alla sua scalabilità, al minor consumo energetico in stato statico e alla maggiore densità. Un MOSFET ha tre terminali: gate, source e drain. Il gate è isolato dal canale tra source e drain da un sottile strato di ossido. Applicando una tensione al gate si crea un campo elettrico che controlla la conduttività del canale.

In digital applications, a MOSFET is operated in its cutoff (off) and triode/saturation (on) regions. When the gate voltage is below a certain threshold, the channel is non-conductive, the switch is ‘off’, and it represents a logic ‘0’. When the gate voltage is above the threshold, the channel becomes conductive, the switch is ‘on’, and it represents a logic ‘1’. By combining MOSFETs, typically in a complementary pair of P-type and N-type (forming CMOS logic), all basic logic gates can be constructed. The ability to miniaturize MOSFETs, as described by Moore’s Law, has driven the exponential growth in computing power for over half a century.

UNESCO Nomenclature: 2205
- Elettronica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Scoperta dell'elettrone
  • Sviluppo della fisica dei semiconduttori
  • Tecnologia dei tubi a vuoto (triodo)
  • Invenzione del transistor a contatto puntiforme

Applicazioni

  • microprocessori
  • chip di memoria (dram, flash)
  • circuiti integrati
  • smartphone
  • computer
  • tutti i moderni dispositivi elettronici

Brevetti:

  • US3102230A

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: transistor, mosfet, cmos, interruttore digitale, semiconduttore, circuito integrato, porta logica, legge di Moore.

Contesto storico

Il transistor come interruttore digitale

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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