Il y a soixante-quinze ans, un mardi matin, le 16 décembre 1947, deux physiciens des Bell Telephone Laboratories ont mis du courant dans des électrodes d’or sur une plaque de germanium d’un demi-pouce et ont pu émettre un signal électrique amplifié. Cela semble assez technique – et ça l’était. Le résultat a été le premier transistor, et il a complètement transformé notre monde moderne.
Comme pour la plupart des technologies, l’histoire du transistor implique de nombreux acteurs, mais les trois plus importants étaient John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain.
John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain aux Bell Labs, 1948 (Crédit : Wikimedia Commons/AT&T Archives)
Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Bell Labs d’AT&T ont commencé à travailler sur la physique du solide, comme moyen de créer des communications plus fiables. William Shockley a été choisi pour diriger ces efforts et, en avril 1945, il avait eu l’idée d’utiliser des champs électriques externes pour influencer le comportement des électrons et des trous à l’intérieur d’étroites couches de semi-conducteurs. Il a commencé à expérimenter une variété d’options et de matériaux pour ces transistors “à effet de champ”, mais n’a pas pu créer un appareil fonctionnel.
Quelques mois plus tard, il a repris un groupe de chercheurs pour travailler avec des matériaux semi-conducteurs dans le laboratoire de physique du solide des Bell Labs.
L’un de ces chercheurs était le physicien théoricien John Bardeen, et lui et d’autres, dont le physicien expérimental Walter Brattain, ont commencé à travailler avec différents matériaux, à la recherche d’effets plus importants. Ils ont fait de grands pas en avant tout au long de 1946 et 1947, et en novembre 1947, Bardeen et Brattain travaillaient avec des contacts électriques en or sur des feuilles de germanium.
C’était correct en théorie, mais cela n’a pas fonctionné correctement jusqu’à ce que Brattain ait compris comment utiliser un coin en polystyrène pour créer un petit espace (environ 2 mils) entre deux contacts. Le 16 décembre, il l’a branché à sa batterie et, sous les yeux de Bardeen, il a immédiatement constaté un gain de puissance de 30 %. Avec un peu de réglage, il a découvert qu’il pouvait augmenter le gain de puissance à 450%, preuve que leur appareil, maintenant appelé transistor à point de contact, fonctionnait.
Réplique du premier transistor (Crédit : Getty Images/Jultud)
Ils ont montré leur démonstration à de nombreuses personnes à l’intérieur des Bell Labs, et il y avait beaucoup d’excitation. Mais c’était un appareil difficile, mal compris, et encore loin de pouvoir remplacer les tubes à vide qui servaient auparavant dans les circuits électroniques.
Le mois suivant, Shockley a proposé une manière différente de créer un transistor, en créant le transistor à jonction bipolaire, qui allait devenir l’idée de base derrière la plupart des dispositifs à semi-conducteurs à succès pour les décennies à venir.
Bell Labs a fait l’annonce publique du transistor le 30 juin 1948. Pourtant, il a fallu des années pour que les transistors soient largement utilisés, mais une fois qu’ils l’ont fait, ils ont complètement transformé notre monde, conduisant à la mémoire informatique, aux circuits intégrés, aux microprocesseurs et à de nombreux autres. autres produits. Le plus grand changement a peut-être été le développement du transistor à effet de champ semi-conducteur à oxyde métallique ou MOSFET, qui a alimenté l’industrie pendant des années.
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Pour leurs efforts dans la création du transistor, Bardeen, Brattain et Shockley ont remporté le prix Nobel de physique en 1956. Bardeen a ensuite déménagé à l’Université de l’Illinois, où ses travaux sur la supraconductivité lui ont valu un deuxième prix Nobel. Shockley a déménagé à Palo Alto en 1956 et a lancé Shockley Semiconductor ; plus tard, les employés clés de cette entreprise sont partis pour créer Fairchild Semiconductor (où Robert Noyce et Jean Hoerni ont créé les idées clés derrière le circuit intégré) et plus tard Intel.
L’un des aspects les plus notables des transistors est la façon dont les scientifiques et les ingénieurs ont pu les rendre de plus en plus petits, de sorte que vous pouvez rendre les dispositifs qui les contiennent plus denses, un processus généralement appelé loi de Moore. Ce premier transistor mesurait environ un demi-pouce de long ; aujourd’hui, un processeur standard pour un téléphone ou un PC compte plus d’un milliard de transistors.
J’ai déjà dit que je crois que le transistor était l’invention la plus importante du 20e siècle, car il a conduit à l’omniprésence de tous les appareils électroniques que nous avons aujourd’hui, sans parler des applications qui s’exécutent au-dessus de ceux-ci. Et tout a commencé il y a 75 ans.