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Théorie en 30 secondes
120 g Applications quantiques
Le transistor a bouleversé
l’électronique, depuis les
composants électroniques
jusqu’aux circuits
intégrés.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
WALTER BRATTAIN, JOHN
BARDEEN et WILLIAM SCHOCKLEY
1902–1987, 1908–1991
et 1910–1989
Physiciens américains, membres de
l’équipe qui a inventé le transistor
au laboratoire de téléphonie Bell
en 1947, ce qui leur a valu le prix
Nobel de physique en 1956.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LE LASER
page 118
LES POINTS QUANTIQUES
page 130
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les premiers transistors
commerciaux, faits de
germanium, coûtaient
plusieurs dollars dans
les années 1960, et leur
diamètre était d’environ
12 mm. La miniaturisation
des transistors en silicium
est telle qu’une seule puce
de microprocesseur de
silicium peut en contenir
environ 2 milliards, à un
coût moyen de 0,0001 cent
la pièce. Cette chute des
coûts est une des
illustrations de la Loi de
Moore (voir page 116).
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les transistors, qui sont
le cœur de l’électronique
numérique et des ordinateurs,
exploitent la quantification
des états énergétiques de
l’électron dans les matériaux
semi-conducteurs.
Les particularités de la théorie
quantique – le principe d’indétermination,
les superpositions et la supraconductivité, par
exemple – se manifestent le plus souvent dans
des conditions de basse température spécifiques.
Mais les effets d’une quantification discrète
des états d’énergie sont constants, et on les
remarque notamment dans les liens entre les
atomes et la couleur des objets. L’une des plus
importantes applications technologiques de
cette quantification est le transistor, composant
électronique fait d’un semiconducteur et qui
est à la base de tout calcul numérique et des
technologies de l’information. Le matériau
semiconducteur contient des électrons situés
dans une « bande » d’états énergétiques quantiques, un peu comme un réservoir entièrement
rempli d’eau, séparée d’une autre bande sans
électrons par un vide énergétique. Si les électrons
arrivent à acquérir assez d’énergie pour rejoindre
la bande vide, ils peuvent se déplacer tout autour
et être porteurs d’une charge électrique. Dans
les conditions de fonctionnement normal d’un
transistor, seuls quelques électrons peuvent tirer
assez d’énergie de la chaleur ambiante pour y
arriver, ce qui veut dire que le flux électrique
peut être finement contrôlé par dopage ou en
appliquant des champs électriques. Le courant
qui passe par un transistor peut ainsi être
contrôlé et dirigé électriquement de façon
à ce qu’il joue le rôle de commutateur ou
d’amplificateur en électronique numérique.
LE TRANSISTOR
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Théorie en 30 secondes
120 g Applications quantiques
Le transistor a bouleversé
l’électronique, depuis les
composants électroniques
jusqu’aux circuits
intégrés.
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BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
WALTER BRATTAIN, JOHN
BARDEEN et WILLIAM SCHOCKLEY
1902–1987, 1908–1991
et 1910–1989
Physiciens américains, membres de
l’équipe qui a inventé le transistor
au laboratoire de téléphonie Bell
en 1947, ce qui leur a valu le prix
Nobel de physique en 1956.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LE LASER
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LES POINTS QUANTIQUES
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RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les premiers transistors
commerciaux, faits de
germanium, coûtaient
plusieurs dollars dans
les années 1960, et leur
diamètre était d’environ
12 mm. La miniaturisation
des transistors en silicium
est telle qu’une seule puce
de microprocesseur de
silicium peut en contenir
environ 2 milliards, à un
coût moyen de 0,0001 cent
la pièce. Cette chute des
coûts est une des
illustrations de la Loi de
Moore (voir page 116).
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les transistors, qui sont
le cœur de l’électronique
numérique et des ordinateurs,
exploitent la quantification
des états énergétiques de
l’électron dans les matériaux
semi-conducteurs.
Les particularités de la théorie
quantique – le principe d’indétermination,
les superpositions et la supraconductivité, par
exemple – se manifestent le plus souvent dans
des conditions de basse température spécifiques.
Mais les effets d’une quantification discrète
des états d’énergie sont constants, et on les
remarque notamment dans les liens entre les
atomes et la couleur des objets. L’une des plus
importantes applications technologiques de
cette quantification est le transistor, composant
électronique fait d’un semiconducteur et qui
est à la base de tout calcul numérique et des
technologies de l’information. Le matériau
semiconducteur contient des électrons situés
dans une « bande » d’états énergétiques quantiques, un peu comme un réservoir entièrement
rempli d’eau, séparée d’une autre bande sans
électrons par un vide énergétique. Si les électrons
arrivent à acquérir assez d’énergie pour rejoindre
la bande vide, ils peuvent se déplacer tout autour
et être porteurs d’une charge électrique. Dans
les conditions de fonctionnement normal d’un
transistor, seuls quelques électrons peuvent tirer
assez d’énergie de la chaleur ambiante pour y
arriver, ce qui veut dire que le flux électrique
peut être finement contrôlé par dopage ou en
appliquant des champs électriques. Le courant
qui passe par un transistor peut ainsi être
contrôlé et dirigé électriquement de façon
à ce qu’il joue le rôle de commutateur ou
d’amplificateur en électronique numérique.
LE TRANSISTOR
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