Transistor à effet de champUn transistor à effet de champ (en anglais, Field-effect transistor ou FET) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors. Sa particularité est d'utiliser un champ électrique pour contrôler la forme et donc la conductivité d'un « canal » dans un matériau semiconducteur. Il concurrence le transistor bipolaire dans de nombreux domaines d'applications, tels que l'électronique numérique. Le premier brevet sur le transistor à effet de champ a été déposé en 1925 par Julius E. Lilienfeld.
Transistorvignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.
Transistor à effet de champ à grille métal-oxydethumb|right|235px|Photographie représentant deux MOSFET et une allumette Un transistor à effet de champ à grille isolée plus couramment nommé MOSFET (acronyme anglais de metal-oxide-semiconductor field-effect transistor — qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur), est un type de transistor à effet de champ. Comme tous les transistors, le MOSFET module le courant qui le traverse à l'aide d'un signal appliqué sur son électrode nommée grille.
Threshold voltageThe threshold voltage, commonly abbreviated as Vth or VGS(th), of a field-effect transistor (FET) is the minimum gate-to-source voltage (VGS) that is needed to create a conducting path between the source and drain terminals. It is an important scaling factor to maintain power efficiency. When referring to a junction field-effect transistor (JFET), the threshold voltage is often called pinch-off voltage instead.
Composant semi-conducteurvignette|Aperçu de quelques dispositifs semi-conducteurs encapsulés Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques). Sa conductivité se situe entre les conducteurs et les isolants. Les composants semi-conducteurs ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications.
Semi-conducteurUn semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.
History of the transistorA transistor is a semiconductor device with at least three terminals for connection to an electric circuit. In the common case, the third terminal controls the flow of current between the other two terminals. This can be used for amplification, as in the case of a radio receiver, or for rapid switching, as in the case of digital circuits. The transistor replaced the vacuum-tube triode, also called a (thermionic) valve, which was much larger in size and used significantly more power to operate.
Transistor bipolairevignette|Vue interne d'un transistor bipolaire de puissance 2N3055 conçu dans les années 1970. vignette|Transistor bipolaire monté en surface. Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur de la famille des transistors. Son principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l'une en direct et l'autre en inverse. La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant électrique (parfois appelé effet transistor) permet de « commander » un courant beaucoup plus important, suivant le principe de l'amplification de courant.
Résistance-transistorvignette|Une porte logique NON-OU utilisée dans l'Apollo Guidance Computer. Résistance-transistor ou RTL est une famille de circuits logiques utilisée en électronique. Appelée aussi resistor-transistor logic, c'est la famille la plus simple de portes logiques utilisant des transistors bipolaires. C'est la plus dépouillée des familles de circuits logiques, utilisées jusqu'au tout début des années 1970. Au contraire des portes à diodes, elles peuvent être mises en cascade indéfiniment, afin de produire des fonctions logiques plus complexes.
Dopage (semi-conducteur)Dans le domaine des semi-conducteurs, le dopage est l'action d'ajouter des impuretés en petites quantités à une substance pure afin de modifier ses propriétés de conductivité. Les propriétés des semi-conducteurs sont en grande partie régies par la quantité de porteurs de charge qu'ils contiennent. Ces porteurs sont les électrons ou les trous. Le dopage d'un matériau consiste à introduire, dans sa matrice, des atomes d'un autre matériau. Ces atomes vont se substituer à certains atomes initiaux et ainsi introduire davantage d'électrons ou de trous.
Subthreshold conductionSubthreshold conduction or subthreshold leakage or subthreshold drain current is the current between the source and drain of a MOSFET when the transistor is in subthreshold region, or weak-inversion region, that is, for gate-to-source voltages below the threshold voltage. The amount of subthreshold conduction in a transistor is set by its threshold voltage, which is the minimum gate voltage required to switch the device between on and off states.
Industrie des semi-conducteursL'industrie des semi-conducteurs est un secteur industriel qui regroupe les activités de conception, de fabrication et de commercialisation des semi-conducteurs. Ces activités participent de manière fondamentale à la production de biens et de services des technologies de l'information et de la communication dans la mesure où elles fournissent le composant de base de ces technologies : le circuit intégré. Par exemple, ce composant est au cœur des serveurs informatiques, des routeurs de réseaux de transport de données et des terminaux téléphoniques.
Power semiconductor deviceA power semiconductor device is a semiconductor device used as a switch or rectifier in power electronics (for example in a switch-mode power supply). Such a device is also called a power device or, when used in an integrated circuit, a power IC. A power semiconductor device is usually used in "commutation mode" (i.e., it is either on or off), and therefore has a design optimized for such usage; it should usually not be used in linear operation. Linear power circuits are widespread as voltage regulators, audio amplifiers, and radio frequency amplifiers.
Transistor countThe transistor count is the number of transistors in an electronic device (typically on a single substrate or "chip"). It is the most common measure of integrated circuit complexity (although the majority of transistors in modern microprocessors are contained in the cache memories, which consist mostly of the same memory cell circuits replicated many times). The rate at which MOS transistor counts have increased generally follows Moore's law, which observed that the transistor count doubles approximately every two years.
Junction Field Effect TransistorUn transistor de type JFET (Junction Field Effect Transistor) est un transistor à effet de champ dont la grille est directement en contact avec le canal. On distingue les JFET avec un canal de type N, et ceux avec un canal de type P. Le JFET est né le lorsque William Shockley dévoile que son équipe du laboratoire Bell a mis au point un tout nouveau transistor à jonction.
Transistor radioA transistor radio is a small portable radio receiver that uses transistor-based circuitry. Following the invention of the transistor in 1947—which revolutionized the field of consumer electronics by introducing small but powerful, convenient hand-held devices—the Regency TR-1 was released in 1954 becoming the first commercial transistor radio. The mass-market success of the smaller and cheaper Sony TR-63, released in 1957, led to the transistor radio becoming the most popular electronic communication device of the 1960s and 1970s.
Fabrication des dispositifs à semi-conducteursthumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.
Transistor modelTransistors are simple devices with complicated behavior. In order to ensure the reliable operation of circuits employing transistors, it is necessary to scientifically model the physical phenomena observed in their operation using transistor models. There exists a variety of different models that range in complexity and in purpose. Transistor models divide into two major groups: models for device design and models for circuit design. The modern transistor has an internal structure that exploits complex physical mechanisms.
Transistor bipolaire à grille isoléeLe transistor bipolaire à grille isolée (IGBT, de l’anglais en) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors qui est utilisé comme interrupteur électronique, principalement dans les montages de l’électronique de puissance. Ce composant, qui combine les avantages des technologies précédentes a permis de nombreux progrès dans les applications de l’électronique de puissance, aussi bien en ce qui concerne la fiabilité que sur l’aspect économique.
Transistor-Transistor logicthumb|Composants TTL thumb| Circuit intégré TTμL-103 de Fairchild (1964) contenant deux portes NON-ET à quatre entrées en logique TTL Transistor-Transistor Logic ou TTL est une famille de circuits logiques utilisée en électronique, inventée en 1961 par sous l'appellation Transistor-Coupled Transistor Logic. De façon indépendante, inspirée par une présentation de la société Fairchild sur les techniques de logique tout-transistor, la société Sylvania a produit les premiers circuits intégrés TTL commerciaux en 1963.
