Inventé en 1947 cette invetion Américaine vaudra l'attribution du prix Noble de physique en 1956 à ces deux inventeurs de la compagnie Bell Telephone J. Bardeen, W. Shockley et W. Brattain. Le transistor, contraction de Transfer Resistor, remplacera les tubes électroniques et jouera un rôle majeure dans l'électronique et l'informatique.

I - Les différents types

Nom	Photo	Particularité / Utilisation
Transistor Bipolaire
Transistor à effet de champ MOSFET		CMOS & Eletronique de puissance
Transistor à effet de champ JFET		Circuit intégré
Transistor à unijonction		Oscillateurs à relaxation (Peu utilisé)
Transistor bipolaire à grille isolée		Hybride bipolaire / MOSFET. Electronique de puissance

II - Structure et principe de base

Un transistor a pour but de laisser passer ou bloquer un courant électrique.

1 . Bipolaire

Un transistor bipolaire est assimilable à un intérrupteur commandé, il est composé de troix connexions :

• Collecteur(C)
• Base(B)
• Emetteur(E)

et également de deux substrat semi-conducteur dopées (N ou P, mais identique) séparées d'un semi-conducteur dopée inversement. D'où la sous classification en deux catégories des transistors bipolaire:

• NPN
• PNP

Ils peuvent fonctionner de deux manières en mode linéaire, ils amplifiront le courant, et en mode bloqué/saturé.

a . NPN

Le courant intial et la tension base-emetteur sont positifs.

Afin de laisser le courant passer la base doit être "activé" via une tension relativement positive. Si la tension collecteur-base est suffisament positive le transistor fonctionne en régime linéaire. Dans le cas contraire il est en saturation.

b . PNP

Le courant intial et la tension base-collecteur sont négatifs.

Fonctionnement analogue, avec inversion émetteur / récepteur et en tension négative.

2 . MOS

Un transitor MOS possède 4 électrodes :

• Source(S)
• Drain(D)
• Grille(G)
• Substrat(B)

On distingue deux types de transistors MOS, à enrichissement et à deplétion (appauvrissement) dépendant si la capacité grille/substrat de type P et flottante à vide ou en inversion. De plus dans chacun deux types de MOS on distingue de nouveau une différentiation cette fois si selon l'origine de l'arrivé du courant, le canal N et le canal P.

a . Canal N

Le transistor sature pour une tensions grille-source positif et est bloqué lorsqu'elle est nulle

b . Canal P

Le transistor sature pour une tensions grille-source négatif et est bloqué lorsqu'elle est nulle

III - Utilisation en informatique

Les transistors sont des composants de bases des circuits électroniques, et sont par conséquent omniprésent dans l'architecture d'un ordinateur. Ils y sont utilisés en saturation, "Tout ou Rien" permettant une représentation physique des valeurs binaires 0 et 1. L'association de plusieurs transistors permet donc d'effectuer des calculs, durant les dernières années le nombre de transistors utilisés n'a fait qu'augmenter tant grace à la multiplication du nombre de coeur des CPUs que grace à la l'augmentation de la précision de gravure. Cette multiplication de la densité de transistor entraine une très nette augmentation de la perfomance de calcul des ordinateurs (La puissance en MIPS a été multipliée par 1,4 million de 1971 à 2011) .
Néanmoins l'augmentation du nombre de transistor tend à se heurter à deux barrières :

• La chaleur
• Anatomiques (cf Loi de Moore)

1 . CPU                                                                                           2 . GPU

Année Nom Nombre de transistor 1971 4004 2300  1982 8086 134000  1993 Pentium/Pentium MMX 3.1*106 2004 Athlon 64 Winchester 77*106 2008 Phenom X4 450*106 2014 Core i7 Haswell 2.6*109

Année Nom Nombre de transistor 1997 3Dfx Voodoo 1 1*106 2000 Nvidia GeForce2 25*106 2003 Nvidia GeForce FX5900 135*106 2006 Nvidia GeForce 9800 754*106 2010 Nvidia GeForce GTX400 3*109 2016 Nvidia GTX Titan X 12*109

source :
Wikipédia
WikiElectronique
Architecture des ordinateurs, F. Pellegrini Université de Bordeaux
Unirversalis