Un transistor au silicium est un semi-conducteur à base de silicium. Il est utilisé dans une grande variété d’appareils électroniques, tels que les téléviseurs et les téléphones, pour modifier le flux de courant électrique. Le silicium a largement remplacé le germanium dans les transistors en raison de sa capacité à continuer à fonctionner à haute température. Le transistor au silicium présente d’autres avantages par rapport aux matériaux alternatifs, tels que le coût de production, et est donc aujourd’hui produit en série dans les pays industrialisés.
Un transistor est un appareil à conductivité électrique intermédiaire ou variable. Il est utilisé pour amplifier et détourner les courants électriques dans les appareils électroniques. Cela se fait généralement avec un signal d’entrée séparé qui contrôle le flux d’électricité à travers le transistor. Le signal d’entrée peut être modifié en faisant varier sa tension. De nombreux transistors regroupés forment un circuit intégré.
Texas Instruments, une société américaine, a été la première à produire un transistor au silicium en 1954. Avant cela, les transistors étaient constitués de l’élément germanium. Les transistors au germanium fonctionnaient bien à basse température, mais avaient des problèmes à des températures plus élevées. Si les transistors s’échauffaient, trop d’électrons seraient libérés des atomes de germanium. C’était un problème majeur, car les transistors ne fonctionnent qu’avec un nombre limité d’électrons en mouvement.
Le transistor au silicium a montré une résistance beaucoup plus grande à la chaleur que son homologue au germanium. Il y avait cependant un problème initial dans le processus de production du transistor au silicium. Le silicium brut présente des défauts dans sa structure cristalline qui interféreraient avec le fonctionnement d’un transistor. Les ingénieurs devaient trouver comment transformer le silicium en un cristal unique avec une structure atomique répétitive. Finalement, ces techniques ont été développées et le transistor au silicium a été mis en production en série.
En fait, l’utilisation du silicium pour fabriquer des circuits intégrés s’est avérée présenter d’autres avantages, notamment un coût de production inférieur et une plus grande tenue en puissance. Plutôt que de fabriquer des transistors individuellement, ils sont « imprimés » plusieurs à la fois sur une base de silicium. Chaque année, le nombre total de transistors produits est plusieurs millions de fois supérieur à la population de la Terre. Plusieurs milliards de dollars américains (USD) sont dépensés chaque année pour des transistors au silicium.
Les transistors au silicium peuvent être trouvés dans de nombreux appareils ménagers, y compris les ordinateurs, les appareils photo numériques et les téléphones portables. Ils peuvent également être trouvés dans des endroits moins évidents. Les automobiles, les machines à laver et de nombreuses cafetières utilisent des puces de silicium pour traiter les informations. Les dispositifs de contrôle de la température et de sécurité utilisent souvent des puces pour communiquer avec des réseaux plus importants, tels que le réseau d’une maison, d’un bâtiment ou d’un complexe entier.