Un transistor al silicio è un semiconduttore realizzato con una base di silicio. Viene utilizzato in un’ampia varietà di dispositivi elettronici, come televisori e telefoni, per alterare il flusso di corrente elettrica. Il silicio ha ampiamente sostituito il germanio nei transistor grazie alla sua capacità di continuare a funzionare a temperature elevate. Il transistor al silicio ha altri vantaggi rispetto ai materiali alternativi, come il costo di produzione, e quindi è oggi prodotto in serie nei paesi industrializzati.
Un transistor è un dispositivo con una conduttività elettrica intermedia o variabile. Viene utilizzato per amplificare e deviare le correnti elettriche nei dispositivi elettronici. Questo viene in genere fatto con un segnale di ingresso separato che controlla il flusso di elettricità attraverso il transistor. Il segnale di ingresso può essere modificato variando la sua tensione. Molti transistor raggruppati insieme formano un circuito integrato.
Texas Instruments, un’azienda americana, è stata la prima a produrre un transistor al silicio nel 1954. Prima di questo, i transistor erano realizzati con l’elemento germanio. I transistor al germanio hanno funzionato bene a basse temperature, ma hanno avuto problemi a quelle più alte. Se i transistor si riscaldassero, troppi elettroni verrebbero liberati dagli atomi di germanio. Questo era un grosso problema, perché i transistor funzionano solo con un numero limitato di elettroni in movimento.
Il transistor al silicio ha mostrato una resistenza al calore molto maggiore rispetto alla sua controparte al germanio. Tuttavia, c’era un problema iniziale nel processo di produzione del transistor al silicio. Il silicio grezzo presenta difetti nella sua struttura cristallina che interferirebbero con il funzionamento di un transistor. Gli ingegneri hanno dovuto capire come trasformare il silicio in un singolo cristallo con una struttura atomica ripetitiva. Alla fine, queste tecniche sono state sviluppate e il transistor al silicio è stato messo in produzione di massa.
In effetti, l’utilizzo del silicio per realizzare circuiti integrati ha dimostrato di avere altri vantaggi, tra cui un minor costo di produzione e una maggiore gestione della potenza. Invece di produrre transistor singolarmente, vengono “stampati” molti alla volta su una base di silicio. Ogni anno, il numero totale di transistor prodotti è molti milioni di volte più grande della popolazione della Terra. Molti miliardi di dollari USA (USD) vengono spesi ogni anno in transistor al silicio.
I transistor al silicio possono essere trovati in molti dispositivi domestici, inclusi computer, fotocamere digitali e telefoni cellulari. Possono anche essere trovati in alcuni luoghi meno ovvi. Automobili, lavatrici e molte macchine da caffè utilizzano chip di silicio per elaborare le informazioni. I dispositivi di controllo della temperatura e di sicurezza utilizzano spesso i chip per comunicare con reti più grandi, come la rete di un’intera casa, edificio o complesso.