Geração 1 (1940 / 52)Tudo começou em 1904, com a invenção da válvula a vácuo, que foi usada como elemento de controle e para integrar alguns dispositivos. Nos anos 50, com a descoberta dos semicondutores, surgiram o diodo e o transistor, que substituíram a válvula a vácuo, permitindo a redução do tamanho dos circuitos e aumentando a confiabilidade dos equipamentos. Esta geração é constituída por todos os computadores construídos à base de válvulas a vácuo e cuja aplicação fundamental se deu nos campos científico e militar. As válvulas a vácuo falhavam com freqüência, portanto os computadores de primeira geração não funcionavam a maior parte do tempo. Os computadores dessa geração eram conhecidos pela desconfiança que inspiravam, em grande parte por causa das válvulas a vácuo que continuavam a queimar.

Geração 2Nessa geração, temos, como grande marco histórico, o surgimento do transistor.O nome transistor foi derivado de sua "função", que era ser um resistor de transferência, que, em inglês, é escrito como transfer resistor.Há uma certa confusão com relação a data em que o transistor surgiu. Ele foi inventado nos Laboratórios da Beel Telephone por Bardeen e Brattain em dezembro de 1947, e não em 1948 como é freqüentemente dito, porque os Laboratórios Bell mantiveram essa descoberta em segredo até junho de 1948.O transistor foi descoberto durante alguns estudos de superfícies em torno de um diodo de ponto de contato. O mais incrível nessa descoberta é o fato de que esta (a descoberta) foi acidental, uma vez que os laboratórios estavam procurando um dispositivo de estado sólido equivalente à válvula eletrônica.O anúncio ao público foi feito com uma estrondosa publicidade, porém poucas pessoas se deram conta do significado e importância dessa descoberta.Embora fosse uma realização científica muito importante, o transistor não foi, de imediato, "acolhido" pelo comércio mundial. Isso aconteceu por um grande motivo que é o altíssimo preço, porque haviam dificuldades na fabricação e um preço muito alto do germânio, um elemento raro, que é usado na confecção do transistor. O preço não era, em valores absolutos, muito caro. Porém, se comparado à válvula a vácuo, era exorbitante: Enquanto os melhores transistores custavam 8 dólares, a válvula custava apenas 75 centavos. Em julho de 1951, a Bell anuncia a criação do transistor de junção. Em setembro de 1951 eles promovem um simpósio e se dispõem a licenciar a nova tecnologia de ambos os tipos de transistores a qualquer empresa que estivesse disposta a pagar $25.000,00.Muitas iniciaram a produção de transistor de ponto de contato, que, nessa época, funcionava melhor em alta freqüência do que os transistores de junção. No entanto, o transistor de junção tornou-se, rapidamente, muito superior em performance e em facilidade de se fabricar. Isso acabou tornando o transistor de ponto de contato ultrapassado e esquecido, primeiro na América, por volta de 1953, e, logo depois, na Inglaterra.O primeiro dispositivo eletrônico de estado sólido produzido em massa foi o transistor CK722 da Raytheon, de 1953. Vários tipos de transistor foram desenvolvidos, aumentando a resposta de freqüência, diminuindo os níveis de ruído e aumentando sua capacidade de potência.Foram feitas muitas pesquisas na França e Alemanha para, comercialmente, competir com as empresas dos Estados Unidos, porém, sem efeito. Em 1955, um competidor

muito forte entra nessa disputa: a PHILIPS. Essa empresa holandesa, através da Mullard, sua subsidiária na Inglaterra, com um projeto completo para a industrialização o transistor. A meta da Philips era dominar 95% do mercado europeu, conseguindo alcançar esse objetivo em poucos anos. A série "OC" de transistor dominou a Europa por mais de 20 anos.Os antigos transistores eram feitos de germânio, um semicondutor metálico. Porém, logo se descobriu que o silício oferecia uma série de vantagens sobre o germânio, pois, ao contrário do germânio, é um mineral abundante (só perdendo em disponibilidade para o oxigênio). Tal fato, somado ao aperfeiçoamento das técnicas de produção, baixou consideravelmente o preço do transistor e, em 1955, o primeiro transistor de silício já era comercializado. Isto permitiu que ele se popularizasse e viesse a causar uma verdadeira revolução na indústria dos computadores. Revolução tal que só se repetiria com a criação e aperfeiçoamento dos circuitos integrados.A Texas Instruments foi uma das empresas que mais tomou parte no desenvolvimento inicial dessa tecnologia, lançando uma série de dispositivos conhecidos na época pelas siglas "900" e "2S". A grande reviravolta veio em 1954, quando Gordon Teal aperfeiçoou um transistor de junção feito de silício.

Geração 3 (1964 - 1971)Nesta geração o elemento mais significativo é o circuito integrado, surgido em 1964, que consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de componentes discretos, (como, por exemplo, resistências, condensadores, diodos e transistores), instalando um ou vários circuitos numa pastilha de silicone ou plástico. A miniaturização se estende a todos os circuitos do computador, e começam a aparecer os minicomputadores.Nessa época o software evoluiu consideravelmente, com um grande desenvolvimento dos sistemas operacionais, nos quais se inclui a multiprogramação, o tempo real e o modo interativo. Passaram a se utilizar as memórias de semicondutores e os discos magnéticos.

Geração 4Nessa época, passa a ser utilizada a VSLI (Very Large Scale Integration) que mede a taxa de miniaturização e, em português, significa Escala de Integração Muito Grande. Esse é o atual nível de miniaturização de micro chips de computador, que contém centenas de milhares de transistores, substituindo o até então utilizado LSI (Escala de Integração Grande), que tinha "apenas" milhares de transistores. Os antecessores dessas duas escalas são o MSI (Escala de integração Média) e SSI (Escala de integração Pequena) que trabalhavam com centenas e dezenas de transistores respectivamente. Já foi feita também a ULSI, ou Escala de Integração Ultra Grande que seria ainda mais potente que o VLSI, mas a diferença entre esses dois é muito pequena até o momento.Hoje em dia há muitas pesquisas visando desenvolver microprocessadores e micro chips cada vez menores e mais potentes, com sistemas integrados que contenham mais transistores. Estamos chegando a um nível onde já é possível perguntar: quem é que realmente precisa dessa altíssima tecnologia? Quem vai utiliza-los por completo?Através destas pesquisas, que envolvem a análise e design de alta performance, temos estado mais próximos da implantação de uma rede auto-organizável, o que é, incontestavelmente, um avanço muito significativo para a informática.

Geração 5Como resultado da Guerra Fria, a Internet é fruto de um longo período histórico, que vem desde a década de 60 até hoje. A injeção dada para que ela surgisse foi o

lançamento do primeiro satélite espacial, o Sputnik, pela União Soviética. Quatro meses mais tarde, o então presidente dos E.U.A., Dwinght Eisenhower, anunciava a criação da ARPA (Advanced Research Projects Agency) com a missão de pesquisar e desenvolver altas tecnologias para as Forças Armadas americanas. No final da década de 50, percebeu-se que havia a necessidade de criar uma forma de comunicação mais eficiente, já que havia o risco de ataques nucleares nas bases Americanas. Então, em 1969, a ARPA desenvolveu a ARPANET que, no futuro, virou a Internet. No início, a experiência foi entre dois computadores de pontos remotos dos E.U.A., que se comunicaram de uma forma não muito bem sucedida. Foi o necessário para que a Arpanet se desenvolvesse rapidamente no ramo.Em 1973 já haviam 23 grandes computadores interligados nos E.U.A. Com o passar do tempo surgiu uma rede, em que todos os pontos se equivaliam, evitando dessa forma a necessidade de um comando central. Dessa maneira, o uso da ARPANET se expandiu para conectar também universidades e laboratórios, inicialmente, nos E.U.A e, posteriormente, em outros países. Foi nessa época que o termo Internet começou a ser utilizado. Durante as duas décadas seguintes, a Internet ficou restrita aos meios acadêmico e científico. Somente em 1987 seu uso comercial foi liberado nos E.U.A. A tendência a partir daí foi o crescimento permanente da Rede. Cada vez mais países começaram a se integrar a Internet e hoje ela é um conjunto de mais de 40 mil redes interligadas em todo planeta.

Diodo semicondutorOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livre.Ir para: navegação, pesquisa Esta página ou secção não cita nenhuma fonte ou referência (desde junho de 2009).Por favor, melhore este artigo providenciando fontes fiáveis e independentes, inserindo-as no corpo do texto por meio de notas de rodapé. Encontre fontes: Google — notícias, livros, acadêmico — Scirus

Tipos de divaldos. Escala em centímetrosDiodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônico composto de cristal semicondutor de silício ou germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação.

É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador de corrente elétrica. Possui uma queda de tensão de 0,3 V(germânio) e 0,7 V(silício).

Aparência real do diodo, no mesmo alinhamento que o seu símbolo. O terminal mais próximo da barra fina é o catodo.Índice [esconder]1 Comportamento em circuitos2 A dopagem do diodo semicondutor e os cristais P e N3 Polarização do diodo4 Testes com o diodo5 Usos6 Tipos de diodos semicondutores7 Ver também [editar] Comportamento em circuitosO diodo é um componente eléctrico que permite que a corrente atravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro. O tipo mais comum de diodo é o diodo semicondutor, no entanto, existem outras tecnologias de diodo. Diodos semicondutores são simbolizados em diagramas esquemáticos como na figura abaixo. O termo "diodo" é habitualmente reservado a dispositivos para sinais baixos, com correntes iguais ou menores a 1 A.

Quando colocado em um simples circuito bateria-lâmpada, o diodo vai permitir ou impedir corrente através da lâmpada, dependendo da polaridade da tensão aplicada, como nas duas figuras abaixo.

Na imagem da esquerda o diodo está diretamente polarizado, há corrente e a lâmpada fica acesa. Na imagem da direita o diodo está inversamente polarizado, não há corrente, logo a lâmpada fica apagada.

O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está directamente polarizado, e aberta quando o diodo está inversamente polarizado), a diferença mais substancial é que quando diretamente polarizado há uma queda de tensão no diodo muito maior do que a que geralmente há em chaves mecânicas, no caso do diodo de silício, 0,7 V; assim, uma fonte de tensão de 10 V polarizando diretamente um diodo em série com uma resistencia, fará com que haja uma queda de tensão de 9,3 V na resistencia, pois 0,7 V ficam no diodo. Na polarização inversa acontece o seguinte, o diodo fará papel de uma chave aberta, já que não circula corrente, não haverá tensão no resitor, a tensão ficará toda retida no diodo, ou seja, nos terminais do diodo haverá uma tensão de 10 V.

A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos retificadores de corrente, é transformar corrente alternada em corrente contínua pulsante, já que no semiciclo negativo de uma corrente alternada o diodo fará a função de uma chave aberta, não circulará corrente elétrica no circuito (considerando o “sentido convencional de corrente”, do “positivo” para o “negativo”). A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos de corrente contínua, é controlar o fluxo da corrente, permitindo que a corrente elétrica circule apenas em um sentido.

[editar] A dopagem do diodo semicondutor e os cristais P e NA dopagem no diodo é feita pela introdução de elementos dentro de cristais tetravalentes, normalmente feitos de silício e germânio. Dopando esses cristais com elementos trivalentes, obterá átomos com sete elétrons na camada de valência, que necessitam de mais um elétron para a neutralização (cristal P). Para a formação do cristal P, utiliza-se principalmente o elemento Indio. Dopando os cristais tetravalentes com elementos pentavalentes, obter-se-á átomos neutralizados(com oito elétrons na camada de valência) e um elétron excedente (cristal N).

Para a formação do cristal N, utiliza-se principalmente o elemento Fósforo. Quanto maior a intensidade da dopagem, maior será a condutibilidade dos cristais, pois suas estruturas apresentarão um número maior de portadores livres (lacunas e elétrons livres) e poucas impurezas que impedem a condução da corrente elétrica. Outro fator que influencia na condução desses materiais é a temperatura. Quanto maior for sua temperatura, maior será a condutibilidade pelo fato de que a energia térmica ter a capacidade de quebrar algumas ligações covalentes da estrutura, acarretando no aparecimento de mais portadores livres para a condução de corrente elétrica.

Após dopadas, cada face dos dois tipos de cristais (P e N)terá uma determinada característica diferente da oposta, gerando regiões de condução do cristal, uma com excesso de elétrons, outra com falta destes (lacunas), e entre ambas, haverá uma região de equilíbrio por recombinação de cargas positivas e negativas, chamada de região de depleção (à qual possui uma barreira de potencial).

[editar] Polarização do diodo Gráfico mostra a curva característica do comportamento do diodo em sua polarização direta e inversaA polarização do diodo é dependente da polarização da fonte geradora. A polarização é direta quando o pólo positivo da fonte geradora entra em contato com o lado do cristal P(chamado de anodo) e o pólo negativo da fonte geradora entra em contato com o lado do cristal N(chamado de catodo). Assim, se a tensão da fonte

geradora for maior que a tensão interna do diodo, os portadores livres se repelirão por causa da polaridade da fonte geradora e conseguirão ultrapassar a junção P-N, movimentando-os e permitindo a passagem de corrente elétrica. A polarização é indireta quando o inverso ocorre. Assim, ocorrerá uma atração das lacunas do anodo(cristal P) pela polarização negativa da fonte geradora e uma atração dos elétrons livres do catodo(cristal N) pela polarização positiva da fonte geradora, sem existir um fluxo de portadores livres na junção P-N, ocasionando no bloqueio da corrente elétrica. Pelo fato de que os diodos fabricados não são ideais(contém impurezas), a condução de corrente elétrica no diodo (polarização direta) sofre uma resistência menor que 1 ohm, que é quase desprezível. O bloqueio de corrente elétrica no diodo (polarização inversa) não é total devido novamente pela presença de impurezas, tendo uma pequena corrente que é conduzida na ordem de microampéres, chamada de corrente de fuga, que também é quase desprezível.

[editar] Testes com o diodoOs díodos, assim como qualquer componente eletrônico, operam em determinadas correntes elétricas que são especificadas em seu invólucro ou são dadas pelo fabricante em folhetos técnicos.Além da corrente, a voltagem inversa(quando o díodo está polarizado inversamente) também é um fator que deve ser analisado para a montagem de um circuito e que tem suas especificidades fornecidas pelo fabricante. Se ele for alimentado com uma corrente ou tensão inversa superior a que ele suporta, o diodo pode danificar, ficando em curto ou em aberto. Utilizando de um ohmimetro ou um multímetro com teste de díodo, pode-se verificar se ele está com defeito. Colocando-se as ponteiras de prova desses aparelhos nas extremidades do diodo(catodo e ânodo), verifica-se que existe condução quando se coloca a ponteira positiva no ânodo e a negativa no catodo, além de indicar isolação quando ocorre o inverso. Assim o díodo está em perfeitas condições de operação e com isso é possível a localização do catodo e do ânodo, porém se os aparelhos de medição indicarem condução dos dois caminhos do díodo, ele está defeituoso e em curto. Se os aparelhos de medição indicarem isolação nos dois caminhos, ele também está defeituoso e em aberto.

[editar] UsosO fenômeno da condutividade em um só sentido é aproveitado como um chaveamento da corrente elétrica para a retificação de sinais senoidais, portanto, este é o efeito diodo semicondutor tão usado na eletrônica, pois permite que a corrente flua entre seus terminais apenas numa direção. Esta propriedade é utilizada em grande número de circuitos eletrônicos e nos retificadores.

Os retificadores são circuitos elétricos que convertem a tensão CA (AC) em tensão CC (DC). CA vem de Corrente alternada, significa que os elétrons circulam em dois sentidos, CC (DC), Corrente contínua, isto é circula num só sentido.

A certa altura o potencial U , formado a partir da junção n e p não deixa os eletrons e lacunas movimentarem-se, este processo dá-se devida assimetria de cargas existente.

[editar] Tipos de diodos semicondutoresOs diodos são projetados para assumir diferentes características: diodos retificadores são capazes de conduzir altas correntes elétricas em baixa frequência, diodos de sinal caracterizam-se por retificar sinais de alta frequência, diodos de chaveamento são indicados na condução de altas correntes em circuitos chaveados. Dependendo das

características dos materiais e dopagem dos semicondutores há uma gama de dispositivos eletrônicos variantes do diodo:

Diodo Diodozener DiodoSchottky Diodotúnel Diodo emissorde luz Fotodiodo Varicap SCR

História: Semicondutor antes de 1900 15 Comentários 0tweetsRetweetQuando pensamos em desenvolvimento tecnológico, logo vem em nossas cabeças a descoberta do transistor por John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley nos Laboratórios da Bell Telephone em dezembro de 1947! Porém pouco se diz como se deu essa descoberta. Afinal, tudo começou em 1947? Quantos neurônios foram “queimados” para construir a base para essa grande descoberta? E algo importante, de quem foram esses neurônios? O que foi implementado antes do transistor? Existia comunicação via rádio antes do transistor? Pensando nessas questões fiz uma breve revisão histórica sobre a utilização de semicondutores antes de 1900 e apresento a você, caro leitor!

Embora as pesquisas em semicondutor não demorassem muito tempo para chegar ao desenvolvimento atual (60 anos de intensas pesquisas), historicamente temos relatos muito antigos, como o de 1833, uma descoberta feita por Michael Faraday que abriu caminho para as pesquisas em semicondutores. Faraday descobriu que o composto sulfito de prata tem um coeficiente negativo de resistência com a temperatura* e esta é uma propriedade típica nos materiais semicondutores. O oposto é verdadeiro para um condutor, pois este tem um coeficiente positivo de resistência. Uma outra contribuição importante para o campo da física de semicondutor foi a descoberta do físico francês, Alexander Edmond Becquerel. Em 1839 Becquerel relatou que tinha observado o efeito fotovoltáico em eletrodos de platina coberto por cloreto de prata ( AgCl), este foi o primeiro dispositivo fotovoltáico relatado, a fotovoltagem foi gerada no contato do semicondutor AgCl com o condutor Ag (prata). A próxima década importante para pesquisa de semicondutores foi a década de 1870, durante esse período o selênio foi a grande descoberta e trouxe muitos avanços para a evolução dos dispositivos.

O desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos iniciou-se em 1874, quando Karl Ferdinand Braun construiu um retificador com um cristal de Galena, ou como é comumente conhecido, sulfeto de chumbo (PbS), soldado com um fio metálico**. Braun observou que o fluxo de corrente total foi alterado, passando a depender da polarização da tensão aplicada e das condições da superfície do material, desta forma ele descobriu o caráter assimétrico da condução elétrica entre metais e semicondutores. A primeira observação de efeito fotovoltáico em sistemas contínuos foi feita em 1876 e a substância de semicondutor era novamente o selênio. W. G. Adams, junto com seu estudante R. E. Day investigava as propriedades fotoelétricas do selênio em Cambridge e eles descobriram que se iluminassem uma junção de selênio e platina teriam o efeito fotovoltáico. A partir dessas descobertas surgiram novos dispositivos, e importantes avanços em pesquisas relacionadas com a Física da matéria condensada possibilitaram a construção de aparatos que se tornavam cada vez mais eficientes e com aplicações tecnológicas notáveis.

Em 1883, Charles Edger fritts, um eletricista de Nova York, construiu uma pilha solar de selênio (atualmente as pilhas solares são usadas no lugar das baterias nos instrumentos tais como satélites e calculadoras). Aqui deve ser lembrado que este era o primeiro dispositivo com uma área grande e feito de junção semicondutor-metal; entretanto, era muito ineficiente em converter energia solar em energia elétrica. Embora as observações mais significativas do século XIX viessem durante o período 1870-1885, os semicondutores ainda não tinham recebido nenhuma aplicação com finalidade

prática. Após a demonstração de Hertz da existência de ondas eletromagnéticas em 1888, um número grande de cientistas começou há de se envolver com descobertas recentes, e o telegráfo via ondas se tornou uma realidade praticável. Entre elas, Jagadish Chandra Bose era a primeira pessoa à introduzir semicondutores para a recepção de ondas eletromagnéticas.

Assim termina a história do semicondutor no século XIX. A saga do semicondutor começa com o sulfito de prata de Faraday em 1833, e no fim do século incorpora o século seguinte com glória, com aplicação introdutória dos semicondutores para finalidades de Telégrafos via ondas feita por Bose.

Veja também

História: Semicondutor a partir de 1900

--------------------------------------------------------------------------------*O coeficiente negativo de resistência de temperatura diz de uma outra maneira que a resistência à passagem de corrente elétrica do material diminui quando a temperatura aumenta, ou seja, a corrente elétrica aumenta com o aumento da temperatura.**Desde 1874 é conhecido o efeito retificador do contato de um metal com o material semicondutor de PbS, com a apresentação do diodo de ponta de contato por Braun. Este contato forma a estrutura intrínseca de diodo tipo Schottky, bem como da porta de um transistor MESFET Metal-Semiconductor Field Effect Transistor.

Obs.: Em breve continuarei esse histórico sobre semicondutores, relatarei os acontecimentos a partir de 1900 até os dias atuais

TransístorOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livre.Ir para: navegação, pesquisa Esta página ou secção não cita nenhuma fonte ou referência (desde junho de 2009).Por favor, melhore este artigo providenciando fontes fiáveis e independentes, inserindo-as no corpo do texto por meio de notas de rodapé. Encontre fontes: Google — notícias, livros, acadêmico — Scirus

Transistores com diferentes encapsulamentos. À esquerda um transistor de sinal em encapsulamento TO-92. À direita um transistor de alta potência em encapsulamento metálico TO-3.O transistor é um componente eletrônico que começou a popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal responsável pela revolução da eletrônica na década de 1960. São utilizados principalmente como amplificadores e interruptores de sinais elétricos. O termo vem de transfer resistor (resistor/resistência de transferência), como era conhecido pelos seus inventores.

O processo de transferência de resistência, no caso de um circuito analógico, significa que a impedância característica do componente varia para cima ou para baixo da polarização pré-estabelecida. Graças a esta função, a corrente elétrica que passa entre coletor e emissor do transistor varia dentro de determinados parâmetros pré-estabelecidos pelo projetista do circuito eletrônico. Esta variação é feita através da variação de corrente num dos terminais chamados base, o que, consequentemente, ocasiona o processo de amplificação de sinal.

Entende-se por "amplificar" o procedimento de tornar um sinal elétrico mais fraco num mais forte. Um sinal elétrico de baixa intensidade, como os sinais gerados por um microfone, é injetado num circuito eletrônico (transistorizado por exemplo), cuja função principal é transformar este sinal fraco gerado pelo microfone em sinais elétricos com as mesmas características, mas com potência suficiente para excitar os alto-falantes. A este processo todo dá-se o nome de ganho de sinal.

Índice [esconder]1 Invenção2 Alguns números3 Importância4 Fabricação5 Funcionamento6 Características de um transistor7 Referências8 Ver também [editar] InvençãoO transistor foi inventado nos Laboratórios da Bell Telephone por Bardeen e Brattain em 1947 e, inicialmente, demonstrado em 23 de Dezembro de 1948, por John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley, que foram laureados com o Nobel de Física em 1956. Ironicamente, eles pretendiam fabricar um transistor de efeito de campo (FET) idealizado por Julius Edgar Lilienfeld antes de 1925, mas acabaram por descobrir uma amplificação da corrente no ponto de contato do transistor. Isto evoluiu posteriormente para converter-se no transistor de junção bipolar (BJT). O objetivo do

projeto era criar um dispositivo compacto e barato para substituir as válvulas termoiônicas usadas nos sistemas telefônicos da época.

Os transistores bipolares passaram, então, a ser incorporados a diversas aplicações, tais como aparelhos auditivos, seguidos rapidamente por rádios transistorizados. Mas a indústria norte-americana não adotou imediatamente o transistor nos equipamentos eletrônicos de consumo, preferindo continuar a usar as válvulas termoiônicas, cuja tecnologia era amplamente dominada. Foi por meio de produtos japoneses, notadamente os rádios portáteis fabricados pela Sony, que o transistor passou a ser adotado em escala mundial.

Nessa época, o MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor – Transistor de Efeito de Campo formado por Metal, Óxido e Silício) ficou em segundo plano, quase esquecido. Problemas de interface inviabilizavam a construção dos MOSFETs. Contudo, em 1959, Atalla e Kahng, da Bell Labs, fabricaram e conseguiram a operação de um transistor MOS. Nessa época, os transistores MOS eram tidos como curiosidade, devido ao desempenho bastante inferior aos bipolares.

A grande vantagem dos transistores em relação às válvulas foi demonstrada em 1958, quando Jack Kilby, da Texas Instruments, desenvolveu o primeiro circuito integrado, consistindo de um transistor, três resistores e um capacitor, implementando um oscilador simples. A partir daí, via-se a possibilidade de criação de circuitos mais complexos, utilizando integração de componentes. Isto marcou uma transição na história dos transistores, que deixaram de ser vistos como substitutos das válvulas e passaram a ser encarados como dispositivos que possibilitam a criação de circuitos complexos, integrados.

Em 1960, devido a sua estrutura mais simples, o MOS passou a ser encarado como um dispositivo viável para circuitos digitais integrados. Nessa época, havia muitos problemas com estados de impurezas, o que manteve o uso do MOS restrito até o fim da década de 60. Entre 1964 e 1969, identificou-se o Sódio Na como o principal causador dos problemas de estado de superfície e começaram a surgir soluções para tais problemas.

No início da tecnologia MOS, os transistores PMOS foram mais utilizados, apesar de o conceito de Complementary MOS (CMOS) já ter sido introduzido por Weimer. O problema ainda era a dificuldade de eliminação de estados de superfície nos transistores NMOS.

Em 1970, a Intel anunciava a primeira DRAM, fabricada com tecnologia PMOS. Em 1971, a mesma empresa lançava o primeiro microprocessador do mundo, o 4004, baseado em tecnologia PMOS. Ele tinha sido projetado para ser usado em calculadoras. Ainda em 1971, resolviam-se os problemas de estado de superfície e emergia a tecnologia NMOS, que permitia maior velocidade e maior poder de integração.

O domínio da tecnologia MOS dura até o final dos anos 70. Nessa época, o NMOS passou a ser um problema, pois com o aumento da densidade dos CIs, a tecnologia demonstrou-se insuficiente, pois surgem grandes problemas com consumo de potência (que é alto nesse tipo de tecnologia). Com isso, a tecnologia CMOS começava a ganhar espaço.

A partir da década de 80, o uso de CMOS foi intensificado, levando a tecnologia a ser usada em 75% de toda a fabricação de circuitos, por volta do ano 2000.

[editar] Alguns númerosO primeiro processador de 8 bits (Intel 8008) usava tecnologia PMOS e tinha freqüência de 0,2 MHz. Ano de fabricação: abril/1972 – 3500 transistores com 10 um ou 10000 nm, com uma tensão de trabalho de 5 V;

10 anos depois, a Intel lançou o 80286, com freqüências de 6, 10 e 12 MHz, fabricado com tecnologia CMOS – 134.000 transistores 1,5 um ou 1500 nm, com uma tensão de trabalho de 5 V;

O Pentium 4, lançado em janeiro de 2002, trabalha com freqüências de 2200 a 3000 MHz, com 55 milhões de transistores CMOS 130 nm. A série de chips Radeon 2000, por exemplo, atinge os 500 milhões de transistores, chegando à casa dos 40 nm.

[editar] ImportânciaO transistor é considerado por muitos uma das maiores descobertas ou invenções da história moderna, tendo tornado possível a revolução dos computadores e equipamentos eletrônicos. A chave da importância do transistor na sociedade moderna é sua possibilidade de ser produzido em enormes quantidades usando técnicas simples, resultando preços irrisórios.

É conveniente salientar que é praticamente impossível serem encontrados circuitos integrados que não possuam, internamente, centenas, milhares ou mesmo milhões de transistores, juntamente com outros componentes como resistências e condensadores. Por exemplo, o microprocessador Cell do console tem aproximadamente 234 milhões de transistores, usando uma arquitetura de fabricação de 45 nanômetros, ou seja, a porta de controle de cada transistor tem apenas 45 milionésimos de um milímetro.

Seu baixo custo permitiu que se transformasse num componente quase universal para tarefas não-mecânicas. Visto que um dispositivo comum, como um refrigerador, usaria um dispositivo mecânico para o controle, hoje é frequente e muito mais barato usar um microprocessador contendo alguns milhões de transistores e um programa de computador apropriado para realizar a mesma tarefa. Os transistores, hoje em dia, têm substituído quase todos os dispositivos eletromecânicos, a maioria dos sistemas de controle, e aparecem em grandes quantidades em tudo que envolva eletrônica, desde os computadores aos carros.

Seu custo tem sido crucial no crescente movimento para digitalizar toda a informação. Com os computadores transistorizados a oferecer a habilidade de encontrar e ordenar rapidamente informações digitais, mais e mais esforços foram postos em tornar toda a informação digital. Hoje, quase todos os meios na sociedade moderna são fornecidos em formato digital, convertidos e apresentados por computadores. Formas analógicas comuns de informação, tais como a televisão ou os jornais, gastam a maioria do seu tempo com informação digital, sendo convertida no formato tradicional apenas numa pequena fração de tempo.

[editar] Fabricação

Símbolos dos transistores bipolaresOs materiais utilizados na fabricação do transistor são principalmente o Silício (Si), o Germânio (Ge), o Gálio (Ga) e alguns óxidos. Na natureza, o silício é um material isolante elétrico, devido à conformação das ligações eletrônicas de seus átomos, gerando uma rede eletrônica altamente estável. Atualmente, o transistor de germânio não é mais usado, tendo sido substituído pelo de silício, que possui características muito melhores.

O silício é purificado e passa por um processo que forma uma estrutura cristalina em seus átomos. O material é cortado em finos discos, que a seguir vão para um processo chamado de dopagem, onde são introduzidas quantidades rigorosamente controladas de materiais selecionados (conhecidos como impurezas) que transformam a estrutura eletrônica, introduzindo-se entre as ligações dos átomos de silício, roubando ou doando elétrons dos átomos, gerando o silício P ou N, conforme ele seja positivo (tenha falta de elétrons) ou negativo (tenha excesso de elétrons). Se a impureza tiver um elétron a mais, um elétron fica sobrando na estrutura cristalina. Se tiver um elétron a menos, fica faltando um elétron, o que produz uma lacuna (que funciona como se fosse um buraco móvel na estrutura cristalina). Como resultado, temos ao fim do processo um semicondutor.

O transistor é montado justapondo-se uma camada P, uma N e outra P, criando-se um transistor do tipo PNP. O transistor do tipo NPN é obtido de modo similar. A camada do centro é denominada base, e as outras duas são o emissor e o coletor. No símbolo do componente, o emissor é indicado por uma seta, que aponta para dentro do transistor se o componente for PNP, ou para fora, se for NPN.

Cientistas portugueses do Centro de Investigação de Materiais (Cenimat) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, conseguiram fabricar pela primeira vez transistores com papel.[1]. Essa equipe de investigadores foi liderada por Elvira Fortunato e Rodrigo Martins.

[editar] Funcionamento Transístor moderno de alta potênciaNo transistor de junção bipolar ou TJB (BJT – Bipolar Junction Transistor na terminologia inglesa), o controle da corrente coletor-emissor é feito injetando corrente na base. O efeito transistor ocorre quando a junção coletor-base é polarizada reversamente e a junção base-emissor é polarizada diretamente. Uma pequena corrente de base é suficiente para estabelecer uma corrente entre os terminais de coletor-emissor. Esta corrente será tão maior quanto maior for a corrente de base, de acordo com o ganho.

[editar] Características de um transistorO fator de multiplicação da corrente na base (iB), mais conhecido por Beta do transistor ou por hfe, que é dado pela expressão iC = iB x ß

iC: corrente de coletoriB: corrente de baseB: beta (ganho de corrente de emissor)Configurações básicas de um transistor:

Existem três configurações básicas (BC, CC e EC), cada uma com suas vantagens e desvantagens.

Base comum (BC)

Baixa impedância(Z) de entrada.Alta impedância(Z) de saída.Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada.Amplificação de corrente igual a um.Coletor comum (CC)

Alta impedância(Z) de entrada.Baixa impedância(Z) de saída.Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada.Amplificação de tensão igual a um.Emissor comum (EC)

Média impedância(Z) de entrada.Alta impedância(Z) de saída.Defasagem entre o sinal de saída e o de entrada de 180°.Pode amplificar tensão e corrente, até centenas de vezes.Os transistores possuem diversas características. Seguem alguns exemplos dos parâmetros mais comuns que poderão ser consultadas nos datasheets dos fabricantes:

Tipo: é o nome do transistor.Pol: polarização; negativa quer dizer NPN e positiva significa PNP.VCEO: tensão entre coletor e emissor com a base aberta.VCER: tensão entre coletor e emissor com resistor no emissor.IC: corrente máxima do coletor.PTOT: é a máxima potência que o transistor pode dissiparHfe: ganho (beta).Ft: freqüência máxima.Encapsulamento: a maneira como o fabricante encapsulou o transistor nos fornece a identificação dos terminais.Existem também outros tipos de transistores, notadamente os de efeito de campo (transistores FET, de Field Effect Transistor); neste caso, o controle da corrente é feito por tensão aplicada à porta.

Eletrônica em Geral

 

INTRODUÇÃO

Poucas pessoas se dão conta, ao ouvir o rádio ou ao ver a televisão, da grandiosidade que representou para a humanidade a descoberta da transmissão da voz humana através das ondas eletromagnéticas.

O advento do transistor no final da década de 40 e o desenvolvimento da tecnologia dos circuitos integrados cerca de 20 anos depois permitiram que computadores do tamanho de salas imensas fossem reduzidos às atuais calculadoras de bolso. A mesma tendência tornou extremamente compactos volumosos rádios, televisores e equipamentos de som à base de válvulas.

O avanço da eletrônica tem tomado uma cadência assustadoramente rápida, criando uma expectativa constante em torno do qual será sua próxima conquista. O que tem causado toda essa corrida rumo ao futuro são em especial os avanços da tecnologia.

 

1. A EVOLUÇÃO DA ELETRÔNICA

Até o início do século passado, os conhecimentos sobre os fenômenos elétricos eram praticamente inexistentes. Em 1821, aos 30 anos de idade, Faraday descobriu que os ímãs exerciam ação mecânica sobre condutores elétricos próximos que estivessem sendo percorridos por uma corrente elétrica.

Em 13 de junho de 1831, na época em que Faraday descobria o famoso efeito da indução eletromagnética, nascia, na Escócia, James Clerk Maxwell que viria a se tornar um dos grandes gênios da humanidade, pelos trabalhos fundamentais que realizou e que serviram de base a todo o desenvolvimento da eletrônica e, em especial, ao ramo das comunicações.

Como era de se esperar, Maxwell gerou inúmeras polêmicas e grande quantidade de trabalhos experimentais com a finalidade de comprovar que as ondas eletromagnéticas propagavam-se no espaço com a velocidade da luz.

Em 1800, Volta, inventou a bateria elétrica e, pela primeira vez na história, o homem tinha a possibilidade de usar corrente contínua em suas experiências.

Os famosos físicos ingleses Wheatstone e Cooke trabalharam muito na popularização do telégrafo indicando sua aplicação comercial. Caberia, entretanto, a Morse o desenvolvimento, em 1835, do telégrafo a fio como o conhecemos hoje.

A invenção do diodo a vácuo, feita por Fleming em 1904, representou um grande avanço sobre os detetores de alta de freqüência usados na época. Logo a seguir, De Forest inventou a válvula com três eletrodos que viria revolucionar os sistemas de comunicação. Começava a era da eletrônica propriamente dita.

O antepassado dos dispositivos eletrônicos diminutos é a válvula a vácuo. As válvulas a vácuo foram cruciais ao desenvolvimento do rádio, da televisão, do computador e do telefone. Eram também frágeis e volumosos. Com a evolução da

tecnologia eletrônica, a partir da década de 20, as válvulas eletrônicas foram se tornando cada vez mais eficientes e menores, tendo atingido seu pico durante a II Guerra Mundial quando milhões delas foram fabricadas para atender às necessidades especiais das forças armadas em todos os tipos possíveis de equipamentos eletrônicos usados na aviação, marinha, exército etc. Uma busca universal para encontrar um dispositivo mais compacto e de maior confiança ocupou a engenharia após a II Guerra Mundial e surgiu o transistor.

O transistor foi inventado em 1947 por John Bardeen, Walter H. Brattain e William Shockley. Em 1956, os três receberam o prêmio Nobel de Física por suas pesquisas com os semicondutores e pela descoberta do transistor. A forma e o tamanho do transistor eram bastante diferentes do arranjo enorme das válvulas a vácuo. Também, ao contrário das válvulas, não tem filamento e pode operar instantaneamente. Em vez de operar exclusivamente pelo deslocamento de elétrons, emitidos de um cátodo, opera com cargas elétricas negativas e cargas positivas artificialmente criadas no corpo dos cristais do semicondutor. Seu modo de funcionar lembra o da válvula, porém, o modo de operar é mais complexo.

No início dos anos 50, o transistor chamou a atenção do mundo, primeiramente com a venda no varejo do rádio transistorizado, que se tornou o artigo mais vendido na época. As aplicações do transistor incluíram osciladores de telefone, dispositivos automáticos da distribuição de telefones e nos dispositivos das comunicações. A aplicação dos transistores não era muito utilizada nos computadores até que a IBM contratou uma empresa especializada para o desenvolvimento do transistor projetado especificamente para aplicações digitais.

Com a invenção dos transistores para aplicações digitais, a maioria dos fabricantes de computador iniciou a substituição das dispendiosas e quentes válvulas eletrônicas pelos novos dispositivos, bem mais baratos e com pouquíssima dissipação de calor. O primeiro computador transistorizado foi desenvolvido por Seymour Cray no ano de 1958.

Os avanços eletrônicos citados foram primordiais à invenção de Jack Kilby, em 1958: o circuito integrado (CI). Ainda em 1958, Robert Noyce desenvolve um circuito integrado miniaturizado, em que vários transistores eram impressos numa pastilha de semicondutor de uma única vez. Já em 1961, estava fabricando-se circuitos integrados comercialmente e em grandes quantidades. No ano seguinte foi o verdadeiro começo da produção em massa desses circuitos e, ainda hoje, os mesmos dominam o campo da eletrônica, sendo fabricados em escalas colossais.

No início dos anos 70, aparecem as calculadoras eletrônicas portáteis que revolucionaram a arte de calcular. Usando circuitos integrados compactos, algumas dessas calculadoras possuíam mais capacidade computacional que os computadores produzidos em 1958.

O mais importante desenvolvimento na área de informática, desde a sua criação, foi o micro-processador que é basicamente um computador em miniatura. Este foi desenvolvido pela Intel Corporation em 1972 e foi logo seguido por várias outras firmas.

O microprocessador consistia de milhões de transistores fixados a uma microplaqueta de silicone que ficou denominada como microchip. Com o microchip foi possível a invenção de milhares de novos produtos como: instrumentos médicos, automóveis, telefones celulares, jogos eletrônicos e os relógios. Os microprocessadores desenvolveram-se e deram origem aos microcomputadores que evoluíram e deram origem aos microcomputadores atuais.

 

2. O USO DA ELETRÔNICA NAS PRINCIPAIS INVENÇÕES DO SÉCULO XX

2.1. O rádio

Após o aparecimento da válvula, a técnica dos receptores de rádio evoluiu rapidamente, atingindo seu apogeu durante a II Guerra Mundial. Evidentemente que a eletrônica não se restringia, exclusivamente, ao desenvolvimento do rádio. Inúmeros outros ramos da atividade humana começaram a ser influenciados por este novo ramo da tecnologia. Na marinha, na aviação, no exército, na indústria, na medicina, enfim, praticamente em tudo, a eletrônica se fez sentir. Mas, sem dúvida nenhuma, o rádio foi o começo de tudo.

Uma grande contribuição às telecomunicações se deve aos radioamadores de todo o mundo. Nos Estados Unidos, logo após o aparecimento do triodo, os radioamadores se constituíram de uma grande massa de consumidores de peças e acessórios para a fabricação caseira de seus transmissores e receptores.

Devemos a eles a descoberta de que é possível a transmissão a longas distâncias. O rádio revolucionou os sistemas de comunicação da época, pois permitia a comunicação a longas distâncias.

 

2.2. A televisão

Desde 1876, ano em que Bell inventou o telefone, provando, assim, que sinais complexos podiam ser transmitidos eletricamente através de linhas físicas, começaram, também, as tentativas do envio de imagens à distância.

A primeira idéia sobre transmissão de imagens que trouxe conseqüências práticas foi patenteada em 1884 por Paul Nipkow. A importância da idéia estava no seu famoso disco de Nipkow que, pela primeira vez, fazia a "varredura" da imagem a ser transmitida, permitindo que a mesma fosse transformada numa série de impulsos que podiam ser transmitidos à distância e recompostos por meio semelhante no lado da recepção. Nipkow nunca construiu seu invento, provavelmente porque a tecnologia da época não o permitia. Seu disco, porém, serviu de modelo para vários sistemas eletromecânicos de televisão que foram construídos posteriormente, sendo o mais notável o do inglês John Logie Baird.

Baird foi um grande inventor, especialmente na técnica da televisão. Entre os fatos mais notáveis de sua carreira estão: a transmissão de imagens de TV através de linhas telefônicas (1927); primeira demonstração de TV a cores (1928); TV estéreo (1928); transmissão simultânea de TV e som (1930); transmissão de um evento público (1931); transmissão de filme de cinema (1931); transmissão em VHF. Todos esses eventos foram realizados com equipamentos eletromecânicos e com discos do tipo Nipkow.

A televisão que conhecemos hoje, é a televisão eletrônica e tem uma origem diferente daquela de Baird. O primeiro sistema todo eletrônico foi concebido por Alan A. Campbell-Swinton. Tal como Nipkow, Campbell-Swinton não testou seu invento que foi descrito com grandes detalhes.

A televisão é, sem sombra de dúvidas, uma das maravilhas que a eletrônica nos proporcionou.

 

2.3. O radar

O termo radar originou-se da frase em inglês "radio detection and ranging", que significa detecção e medida de distância por rádio. A história do radar revela uma das grandes realizações da capacidade, engenhosidade e curiosidade do espírito humano. Foi uma das conquistas da eletrônica onde grandes dificuldades tecnológicas tiveram de ser vencidas.

Através desse desenvolvimento, o homem tornou seus meios de transporte, principalmente o aéreo e o naval, muito mais seguros e confiáveis. Abriu horizontes até então impossíveis de serem alcançados. A II Guerra Mundial deu um impulso enorme ao desenvolvimento desta técnica que, sem dúvida alguma, teve papel importantíssimo nas grandes batalhas navais e aéreas travadas neste conflito.

Do ponto de vista científico, o radar é definido como uma técnica de detectar, por meio de reflexão de ondas eletromagnéticas, a presença de objetos, podendo determinar seus movimentos e a distância a que se encontram do ponto de observação, tanto à noite como de dia, e a grandes distâncias.

A II Guerra Mundial foi a primeira guerra, na história, em que a eletrônica teve papel decisivo, e o efeito da indústria (eletrônica) americana foi simplesmente fenomenal. De 1941 a 1944, a produção industrial de equipamentos de rádio e radar cresceu cerca de 1875%, passando de um faturamento global de cerca de 240 milhões de dólares para cerca de 4,5 bilhões. A standardização dos componentes eletrônicos, usados pelos vários setores das forças armadas, foi extraordinária.

 

2.4. Os computadores

Durante muitos anos, desde o início do desenvolvimento do rádio, a indústria eletrônica devotou suas atividades, quase que exclusivamente, ao ramo das telecomunicações. Paralelamente, a indústria produzia aparelhos gravadores de som, aparelhos auditivos eletrônicos, televisores, etc.

O interesse por cálculos científicos e cálculos comerciais estimulou o aparecimento de indústrias de máquinas de calcular mecânicas e eletromecânicas.

A diferença básica entre um computador digital automático e uma calculadora portátil, é que um computador é capaz de executar longas seqüências de computações sem nenhuma intervenção humana.

Com a fabricação dos computadores transistorizados, entramos na "segunda geração de computadores". Com a grande competição e com a grande pesquisa que se estabeleceu neste novo campo da eletrônica, o volume e o preço dos computadores foram se reduzindo substancialmente.

Em 1965, começaram a aparecer os computadores de "terceira geração". As máquinas desse período começaram a usar intensamente os circuitos integrados, o que possibilitou novos projetos e maiores reduções de custos. Os computadores da "quarta geração" que usam circuitos integrados de grande nível de integração, propiciaram o aparecimento de computadores de pequeno porte, baixo custo, grande capacidade de memória e grande rapidez de operação. Uma nova espécie de computadores apareceu com a criação dos "minicomputadores" e os "microcomputadores", que são pequenos, baratos e proliferam a uma velocidade espantosa. Este campo da eletrônica tornou-se um dos mais importantes ramos

industriais, com faturamento de bilhões de dólares e com influência crescente em todas as atividades humanas.

 

2.5. Os lasers

São dispositivos eletrônicos capazes de produzir feixes de luz monocromática. Em 1960, o cientista americano, T. H. Maiman, demonstrou o primeiro laser, usando um rubi como elemento ativo.

Um outro tipo de laser desenvolvido foi o laser a gás. Uma importante diferença entre os lasers a gás e os de rubi é que os lasers a gás operam continuamente. O terceiro tipo de laser desenvolvido foi o laser a semicondutor. Este, é semelhante ao laser de rubi, com a diferença que o mesmo usa uma pequena pastilha feita de uma junção de material semicondutor.

Uma das principais aplicações do laser está na transmissão, via cabos de fibras óticas, de milhares de canais telefônicos ou de dezenas de canais de televisão. Com o aparecimento dessas duas invenções, isto é, os lasers e os cabos de fibras óticas, todas as comunicações por cabos coaxiais ou cabos metálicos, dentro e fora das cidades, estão sendo substituídos por cabos de fibras óticas, capazes de transmitir a luz do laser a milhares de quilômetros.

As aplicações do lasers são diversas. Na medicina, na indústria, na engenharia, como material bélico. Sem o aparecimento do laser, seria impossível a holografia, que é a reconstituição de imagens tridimensionais no espaço.

 

2.6. Os satélites

Em outubro de 1957, os russos lançaram no espaço o primeiro satélite artificial fabricado pelo homem. Por terem órbitas relativamente próximas da Terra, os primeiros satélites se deslocavam no espaço em relação a um dado ponto da Terra, fazendo com que as antenas receptoras e transmissoras na Terra tivessem que ser orientadas continuamente, de modo a manter as comunicações com o mesmo. Isso trazia muitas complicações no recebimento e decodificação dos fracos sinais recebidos desse satélite.

De modo a contornar este problema, lançaram-se os satélites geoestacionários. Estes satélites se deslocam com a mesma velocidade de um ponto na Terra parecendo, portanto, estar fixo em relação à mesma.

Os satélites lançados até 1980 possuíam 27 transponders, que são dispositivos eletrônicos. Estes 27 transponders fornecem até 12.500 canais de voz que também podem ser usados para enviar dados de computadores. Os satélites lançados mais recentemente têm uma quantidade de canais bem maior, podendo chegar a 70.000. A vida útil de um satélite, que no início era cerca de 7 anos, já alcança, hoje, um período de 12 anos.

 

2.7. Fibras óticas

Somente em 1972, foram produzidas fibras óticas capazes de serem usadas na forma de cabos para sistemas de comunicação em alta freqüência.

Os cabos de fibra ótica têm várias vantagens em comparação com os cabos normais. Uma delas é a sua imunidade a interferências eletromagnéticas. Deste modo, os sinais transmitidos por esses cabos não podem ser captados por terceiros, o que é uma grande vantagem em comunicações sigilosas. Os cabos de fibras são mais flexíveis que os de cobre, o que torna a sua instalação mais fácil. São mais resistentes ao calor e a umidade.

Atualmente, estão sendo utilizadas para transmissão de telefonia, transmissão de dados, programas de TV e em microondas.

 

3. ELETROMEDICINA

3.1. Eletroencefalografia

Mesmo depois do aparecimento das válvulas eletrônicas, no início deste século, os registros dos eletroencefalogramas eram feitos mecanicamente, através de uma pena, que registrava numa fita de papel as oscilações detectadas pelo galvanômetro, através de eletrodos presos ao crânio.

Evitavam-se os circuitos amplificadores eletrônicos porque as válvulas antigas introduziam ruídos espúrios que alteravam as ondas cerebrais. Somente a partir de 1960, com o aparecimento dos transistores, é que estes problemas foram resolvidos. Com isto, veio o grande avanço da eletroencefalografia usada cada vez mais para detectar doenças do cérebro.

Mais recentemente, os computadores passaram a ser usados como processadores das informações colhidas pelo eletroencefalograma, aumentando consideravelmente o seu potencial.

 

3.2. Eletrocardiografia

A eletrocardiografia registra os sinais elétricos gerados no coração. Em 1887, A. D. Waller conseguiu por meio de instrumentos rudimentares, os primeiros eletrocardiogramas de seres humanos e o mapeamento do campo elétrico do coração.

Em 1921 a Siemens & Halske colocou no mercado um eletrocardiograma que usava válvulas eletrônicas para amplificar os sinais detectados pelo galvanômetro. A Cambridge Instruments só produziu um eletrocardiógrafo totalmente eletrônico a partir de 1945.

 

3.3. Microscópio eletrônico

Inventado em 1931, por Reinhold Rüdemberg, tornou-se, em pouco tempo, um poderoso instrumento de investigação científica.

Pouco tempo após o aparecimento do microscópio eletrônico, a RCA, dos Estados Unidos, e a Vickers, da Inglaterra, começaram a fabricá-lo. Mais tarde a maioria dos países mais desenvolvidos entrou na fabricação e utilização desse equipamento. O Japão, hoje em dia, é um dos centros mais avançados dessa tecnologia.

 

3.4. Marcapasso cardiológico

Devemos o desenvolvimento desse equipamento, muito utilizado nos dias de hoje, aos trabalhos de um famoso cardiologista, Paulo Maurice Zoll, que durante grande parte de sua carreira, dedicou-se ao estudo dos estímulos elétricos no coração, com a finalidade de evitar paradas cardíacas.

Zoll estimulava eletricamente o coração através de eletrodos externos, colocados no peito do paciente. Hyman concluiu que se os estímulos fossem feitos diretamente no coração, os resultados seriam melhores.

Somente após a II Guerra Mundial, por volta de 1950, foi desenvolvido um marcapasso totalmente eletrônico, mas volumoso. Somente após o desenvolvimento dos transistores é que os marcapassos foram realmente miniaturizados, chegando a volumes compatíveis com sua inserção no coração.

 

3.5. Tomografia computadorizada

Em 1967, um engenheiro eletrônico inglês, Godfrey Wewbold Hounsfield, decidiu estudar a possibilidade do uso de computadores para melhorar as imagens obtidas através de raios-x.

Os resultados obtidos foram espetaculares e, em 1969, esse equipamento passou a ser fabricado, na Inglaterra, e depois em outros países. O tomógrafo para o corpo inteiro entrou no mercado em 1975. Em 1979, Hounsfield recebeu o prêmio Nobel de fisiologia.

 

3.6. Aparelhos auditivos

São aparelhos eletrônicos para melhorar o nível de audição e começaram a aparecer no mercado na década de 30. Eram equipamentos pesados cujo amplificador tinha que ser ligado a uma fonte externa de energia.

A evolução desses equipamentos seguiu o desenvolvimento da eletrônica, alcançando tamanhos aceitáveis com o aparecimento dos transistores. Os atuais, super miniaturizados, contém circuitos integrados, microfone, e o receptor num pequeno invólucro que é colocado atrás da orelha. O amplificador consome tão pouca energia, que a pilha só é mudada a intervalos longos.

 

4. Eletrônica e Tecnologia: Mudanças na Sociedade

Somos, hoje, inteiramente dependentes da máquina e da eletricidade. O desenvolvimento técnico-científico possibilitou a utilização de instrumentos cada

vez mais sofisticados para as atividades mais simples do cotidiano, ao mesmo tempo em que o homem passou a desejar a máquina como algo inerente ao seu próprio ser. Tudo isso foi fruto de um longo processo de aperfeiçoamento técnico que tomou fôlego em diversas partes da história.

Até que ponto pode discernir o nosso nível pessoal de artificialidade em relação à própria natureza humana? A transformação do homem em máquina é tão rápida que quando percebemos já nos tornamos mais um periférico ligado ao computador. O poder do desenvolvimento maquínico-mediático-tecnológico é tão grande no fim do século XX que humanos vão cada vez mais se transformando em acessórios, peças suplementares aos equipamentos criados inicialmente pelo próprio homem. E quando nos damos conta disso, percebemos que nos tornamos menos humanos que eles.

Homem e máquina, porém, não podem existir um sem o outro nas cidades tecnotrônicas de hoje, mesmo que isso gere inúmeros problemas sociais e psicológicos. Não há nada na cidade de hoje que não passe ou tenha passado por algum tipo de equipamento tecnologicamente elaborado. E as que mais se desenvolveram foram as tecnologias de comunicação para transmissão rápida, dirigida e eficiente de informações que atingem em cheio a mente humana.

Hoje, vigora o desejo comum de se ter o computador mais veloz, o aparelho de TV com mais polegadas e maior definição, o telefone celular menor e mais eficiente, enfim, busca-se a cada dia a maior eficiência e rapidez dos aparelhos eletrônicos.

O fascínio pelas novas tecnologias trouxe consigo uma busca do esteticamente perfeito, do limpo, do eletrônico e não do mecânico.

CONCLUSÃO

O avanço da eletrônica e em especial a miniaturização deve-se não só a estratégias de redução de custos de produção, mas também à eficiência, à rapidez de operação e ao aumento de memórias de acesso rápido, como no caso de multimídias, nas quais imagens complexas são processadas por milhares de transistores concentrados em chips diminutos.

Esses fatores têm impulsionado enormemente a pesquisa em novos materiais e o desenvolvimento de técnicas de processamento voltadas para dispositivos cada vez menores. Atualmente, uma nova eletrônica encontra-se em pleno desenvolvimento, a chamada nanoeletrônica que está voltada para a fabricação de dispositivos inferiores a 100 nm.

O que aparecerá em seguida? A tecnologia é ilimitada. Somente a imaginação governará seu potencial.

 

Referências Bibliográficas

AFONSO, Marcelo. "Simulação, memória e ciberficação". Revista Espiral. Abr/mai/jun, 2000. On line. Available: http://www.geocities.com/revista_espiral. 17 Abr. 2001.

BENCHIMOL, Augusto. Uma breve história da eletrônica. Rio de Janeiro: Interciência, 1995. (Biblioteca do CTG)

LIMA, Karina Medeiros de. "Determinismo tecnológico". Revista Espiral. Jul/ago/set, 2000. On line. Available: http://www.geocities.com/revista_espiral. 17 Abr. 2001.

SILVA, Heloísa Teixeira da & OLIVEIRA, Carlo Emmanuel Tola de. Circuito integrado para rede de computadores. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v.2, n.8, p. 33-42, set/out, 1983. (Biblioteca do CTG)

VALADARES, Eduardo C.; CURY, Luiz A. & HEWINI, Mohamed. Dispositivos eletrônicos em escala atômica. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v.18, n.106, p.40-49, jan/fev,1995. (Biblioteca do CTG)

"Greatest Engineering Achievements Of The 20th Century". Eletronics. 2000. [documento da Web] URL http://www.greatachievements.org, (19 Abr. 2001)

Outros Autores: CAMILA LINHARES PINHEIRO, RENATO BANDEIRA LIMA e VICTOR CARLOS DE OLIVEIRA NASCIMENTO

 

UM POUCO DE HISTÓRIA ...

...de um fabuloso dispositivo eletrônico que encontrou lugar em todo tipo de aparelhos e equipamentos eletrônicos e que mudou drasticamente nossas

vidas : o transistor.

Desde a hora em que acordamos de manhã até a hora em que vamos para a cama à noite, estamos a todo momento em contato com aparelhos e equipamentos repletos de transistores -- como rádios, televisores, relógios digitais, fornos de microondas, telefones, carros, aviões, etc. Sem falar, é claro, do computador.

Os computadores de hoje possuem diversos microchips, cada um contendo milhares ou até milhões de transistores.

Inventado por cientistas do Bell Telephone Laboratories no dia 16 de dezembro de 1947 (cinqüenta anos depois da descoberta do elétron por Joseph John Thomson e cem anos depois do nascimento de Alexander Graham Bell ) o transistor valeu aos seus inventores o prêmio Nobel de física de 1956. É citado na edição de janeiro de 1998 da revista Proceedings of the IEEE (edição comemorativa dos 50 anos do transistor) como "a invenção da engenharia elétrica mais revolucionária do século 20, cujo impacto é sentido a todo momento, em todo lugar na era da informação".

    A história do transistor começa há mais de cinqüenta anos, em 1947. A Segunda Guerra havia terminado, e as indústrias de todo o mundo procuravam tomar novos rumos. Armas e equipamentos bélicos não eram mais a prioridade. A economia do pós-guerra trazia novas necessidades.

    A expansão das telecomunicações e da informática naquele período, por exemplo, era bastante promissora. Contudo, a tecnologia da época não favorecia esse desenvolvimento potencial. Sistemas telefônicos, equipamentos de telecomunicações e computadores empregavam um grande número de dispositivos amplificadores e comutadores. Mas os sistemas eletromecânicos disponíveis eram lentos, pouco confiáveis e dissipavam grande quantidade de calor.

    Um desses dispositivos eletromecânicos amplamente utilizados era o relê. A limitação dos relês era sua velocidade ( levavam cerca de um milésimo de segundo para abrir ou fechar um contato).

    Havia ainda a válvula,cujo funcionamento baseava-se no fluxo de elétrons no vácuo. A válvula podia comutar e amplificar, e como os elétrons podiam viajar velozmente no vácuo, era bem mais rápida que o relê (cerca de um milhão de vezes mais rápida). Mas o problema é que as válvulas exigiam fornecimento de energia constante e sua vida útil era bastante limitada. Assim, a válvula era boa em aplicações que empregavam um pequeno número delas.

Onde milhares eram necessárias, como em computadores, a válvula não era adequada.

Os semicondutores

    A busca de tecnologias alternativas foi uma conseqüência natural. Cientistas em laboratórios de todo o mundo estavam em busca de um dispositivo eletrônico que substituísse relês e válvulas.

   Na época, os cientistas estudavam as propriedades elétricas de todo tipo de material. Submetiam amostras a dezenas de testes e classificavam os materiais em dois grupos: aqueles que conduziam eletricidade, os condutores, e aqueles que não conduziam, os isolantes(ou dielétricos). Mas, depois de muitos testes, uma surpresa: alguns materiais não se comportavam nem como condutores nem como isolantes: ora conduziam corrente elétrica ora a bloqueavam. Descobriu-se os semicondutores e surgiu finalmente uma alternativa tecnológica interessante para os relês e válvulas. Percebeu-se que esse comportamento conduz/não conduz dos semicondutores podia ser usado para construir comutadores e moduladores eletrônicos. A grande expectativa era que o emprego de dispositivos construídos com semicondutores prometia inúmeras vantagens: elétrons viajando pequenas distâncias em um sólido, nada de partes móveis, nada de filamentos aquecidos e nada de vácuo. Deveria então ser rápido, barato e confiável.

    No verão de 1945, um grupo de pesquisa neste campo foi organizado no Bell Telephone Laboratories em Murray Hill, estado de New Jersey, nos Estados Unidos. A iniciativa foi do diretor de pesquisas do Bell Labs, Mervin Kelly. Há anos Kelly sonhava em encontrar um substituto eletrônico para os relês do sistema telefônico. Ele havia organizado um programa de pesquisa com esse objetivo na década de 30, mas o trabalho foi interrompido com a guerra. Com o fim da guerra, o programa foi reativado.

    No início de 1946, o grupo já estava praticamente formado. O físico William Shockley, o engenheiro elétrico John Bardeen e o físico Walter Brattain.

Da esq. para dir., Bardeen, Shockley e Brattain

    Os cientistas estava surpresos com as pesquisas de dispositivos que empregavam germânio e silício em detetores para radar.

    Esperava-se descobrir outras propriedades promissoras desses materiais semicondutores. Dessa forma, por volta de janeiro de 1946, duas decisões críticas foram tomadas. A primeira foi a decisão de focalizar a atenção do grupo em cristais de silício e germânio, ignorando outros materiais mais complexos utilizados em outras pesquisas. A segunda decisão consistiu em investigar o efeito de campos elétricos em semicondutores.

    Shockley imaginou que seria possível alterar a condutividade de um pequeno bloco de germânio aplicando sobre sua superfície um campo elétrico adequado. Esse campo poderia modificar a distribuição de cargas elétricas no corpo do semicondutor e, consequentemente, alterar sua capacidade de conduzir eletricidade. Tipicamente, o campo era criado aplicando-se uma tensão a uma placa de metal próxima, porém isolada, do material semicondutor. Variando-se a tensão na placa de metal, podia-se variar a corrente fluindo através do semicondutor, obtendo-se assim um ganho de potência. Contudo, todas as tentativas nesse sentido foram frustradas.

    Foi Bardeen quem descobriu por quê. Ele sugeriu que o campo elétrico aplicado não penetrava apropriadamente no semicondutor. Isso devia-se a cargas elétricas imóveis, situadas na superfície do material. Essas cargas, embora em número reduzido, acabavam por criar uma blindagem que "protegia" o semicondutor do campo elétrico aplicado. Brattain conduziu experimentos que confirmaram o modelo proposto por Bardeen. Finalmente algum progresso era feito.

A invenção do transistor

    Os pesquisadores do Bell Labs tentaram, então, encontrar formas de minimizar o efeito das cargas na superfície. Tentaram diversos tipos de montagens e configurações a fim de verificar o tão esperado efeito de campo. No dia 16 de dezembro de 1947, em uma dessas montagens, Brattain utilizou dois contatos de ouro separados por apenas alguns milímetros e pressionados contra a superfície de um pequeno bloco de germânio. Com as devidas tensões elétricas aplicadas, os cientistas verificaram que uma corrente elétrica fluía pelo material semicondutor, configurando assim o efeito de amplificação tão desejado (efeito transistor).

    O primeiro transistor construído por Bardeen e Brattain ficou conhecido como transistor de ponto de contato. Esse transistor fazia o trabalho de uma válvula termoiônica sem requerer um anodo de alta tensão e um catodo em alta temperatura para emitir elétrons.

O primeiro transistor, construído por Bardeen e Brattain

    No dia 24, o dispositivo foi apresentado à diretoria do Bell Labs, desta vez funcionando como um oscilador (a oscilação é uma característica fundamental em telecomunicações, sendo usada em equipamentos de geração e recepção de sinais).

    Contudo, ainda não se entendia perfeitamente o funcionamento do dispositivo. Seria um efeito de superfície ou a ação estava ocorrendo no corpo do semicondutor? Bardeen e Brattain continuaram pesquisando os efeitos na superfície. Shockley, contudo, havia percebido a importância da movimentação de cargas elétricas no interior do semicondutor. No final de janeiro de 1948, ele completou a formulação teórica de um dispositivo semicondutor que mais tarde seria chamado de "transistor de junção".

    O anúncio da descoberta do transistor, contudo, foi adiado até junho de 1948. Estes seis meses foram gastos pesquisando-se mais sobre o dispositivo, buscando entendê-lo melhor e investigando suas possíveis aplicações. O objetivo era obter uma posição melhor para o registro das patentes. No dia 17 de junho de 1948, Bardeen e Brattain entraram com um pedido de patente para o transistor de ponto de contato. No dia 26, Shockley registrou um pedido de patente para o seu transistor de junção. Até então, o transistor era um segredo do Bell Labs.

    No dia 30 de junho de 1948, o transistor de Brattain e Bardeen foi demonstrado para a imprensa nas instalações do Bell Labs em Nova York.

A imprensa comum deu pouca atenção, mas a imprensa especializada reconheceu sua importância. O jornal The New York Times reportou a história quase na última página no dia 1º de julho de 1948 na sua coluna "As Notícias do Rádio" :

"Um dispositivo chamado transistor, com inúmeras aplicações no rádio, onde as válvulas são amplamente empregadas, foi demonstrado pela primeira vez ontem no Bell Telephone Laboratories, na rua West, 463, onde foi inventado. O dispositivo foi usado num receptor de rádio, que não continha nenhum tipo de válvula convencional. Foi mostrado também num sistema telefônico e num aparelho de televisão . Em cada caso, o transistor foi empregado

como amplificador, embora seja dito que ele possa ser usado também como oscilador, de forma a criar e enviar ondas de rádio. No formato de um pequeno cilindro metálico com pouco mais de meia polegada de comprimento, o transistor não contém vácuo, grade, placas ou invólucro de vidro para manter o ar afastado. Sua ação é instantânea, não havendo atrasos por aquecimento, uma vez que não é gerado calor como em uma válvula. As partes funcionais do dispositivo consistem somente de dois finos fios que se ligam a uma placa de material semicondutor soldada a uma base de metal. O material na base de metal amplifica a corrente que chega até ela por um dos fios. O outro fio conduz a corrente amplificada."

    Em 15 de julho de 1948, a revista especializada Physical Review publicou três artigos sobre o transistor: dois de Brattain e Bardeen e um de Shockley. Foram os primeiros artigos técnicos amplamente difundidos explicando os princípios básicos do novo dispositivo. 

Do laboratório para a indústria

    Mais alguns anos se passaram e outros experimentos e descobertas se sucederam. Assim, num período de poucos anos após o estabelecimento do grupo de semicondutores no Bell Labs, a invenção do transistor estava essencialmente completa, entendida e documentada. (Em 1950, Shockley publicou o livro "Electrons and Holes in Semiconductors".) A fase científica estava chegando ao fim. A próxima fase consistia em resolver problemas mais práticos para a produção de transistores em grande escala.

    Em primeiro lugar, havia dois tipos de transistor que eventualmente poderiam ser fabricados: o transistor de ponto de contato e o transistor de junção. O transistor de ponto de contato tinha muitas desvantagens. Era difícil de fabricá-lo e suas características elétricas estavam longe de ser ideais ( eram muito variáveis, difíceis de ser controladas e muito instáveis). O transistor de junção, por outro lado, tinha características elétricas mais desejáveis e estáveis. Sua fabricação, contudo, também era bastante complexa; exigia técnicas bastante apuradas e sensíveis, sendo difícil automatizar a produção.

    Havia ainda muitos outros problemas, como conseguir que o transistor funcionasse em altas freqüências, como as válvulas, e que fosse capaz de suportar potências elevadas, como os relês.

    Para operar em altas freqüências, os transistores deviam ser pequenos, mas para suportar elevada potência, tinham que ser grandes. Além das dificuldades tecnológicas, havia uma inércia muito grande por parte da indústria para aceitar o transistor. Os engenheiros e técnicos da época já estavam acostumados com as válvulas, cujo funcionamento era relativamente simples e intuitivo. Já o transistor era um componente complexo, seu funcionamento envolvia até física quântica. Era natural que surgisse um clima de insegurança frente à necessidade de aprender novas técnicas de projeto e construção de circuitos eletrônicos. Algumas companhias chegaram a afirmar que o transistor, devido a sua baixa confiabilidade e sujeição inerente a ruídos, nunca iria substituir a válvula.

    Além disso, o transistor ainda era mais caro do que as válvulas, que dominavam completamente a indústria. Com poucas exceções, os fabricantes de válvulas não estavam nada entusiasmados com o transistor.

    O equipamento para a produção das válvulas já estava em boa parte amortizado, então a fabricação de válvulas era uma máquina de ganhar dinheiro.

    Mas, aos poucos, o transistor e sua fabricação foram sendo aprimorados e suas vantagens sobre as válvulas tornavam-se cada vez mais evidentes. Algumas empresas ainda tentavam resistir. Na época, a RCA chegou a introduzir uma pequena válvula de baixa tensão chamada "Nuvistor". Tinha um invólucro de cerâmica e era pouco maior que os transistores da época. Mas foi uma batalha perdida. O Nuvistor foi empregado por um curto período em aparelhos de TV da RCA, e em seguida desapareceu juntamente com a maioria das outras válvulas à medida que a era do estado sólido emergiu.

    Dessa forma, os primeiros fabricantes de transistores eram na sua maioria fabricantes de válvulas. Contudo, algumas empresas iniciantes foram bem-sucedidas.

   Talvez o maior exemplo seja a Texas Instruments, que na época fabricava instrumentos geofísicos. A companhia viu uma grande oportunidade nos transistores e, em 1953, obteve uma licença do Bell Labs, estabeleceu um laboratório próprio e chamou pesquisadores de renome para conduzi-lo. Um ano depois, a Texas Instruments anunciou o primeiro transistor de silício. O silício apresentava diversas vantagens sobre o germânio: suas características elétricas eram melhores, podia suportar muito mais potência e podia operar em uma faixa de temperatura ambiente bem mais ampla, além de haver suprimento de matéria prima praticamente infinito. As desvantagens do silício eram seu ponto de fusão elevado (que exigia processos metalúrgicos mais complexos) e o fato de o silício ser mais reativo quimicamente do que o germânio (o que facilitava a contaminação). Essas dificuldades, contudo, foram logo superadas e a fabricação de dispositivos de silício tornou-se dominante. Com o advento do transistor de silício, a Texas Instruments tornou-se instantaneamente uma poderosa concorrente no mercado.

    Além disso, para combater a resistência da indústria contra o transistor, foi decisiva a atuação do Bell Labs no sentido de promover uma ampla difusão de informações sobre o dispositivo. Em 1951 e 1952 foram organizados simpósios para interessados do governo, indústria e do meio acadêmico. A idéia era divulgar as técnicas de fabricação de transistores e esclarecer detalhes sobre seu funcionamento. Além disso, por apenas 25 mil dólares, conseguia-se do Bell Labs a licença para produzir transistores. Mas, poderíamos nos perguntar: por que o Bell Labs não manteve essa valiosa invenção como uma propriedade exclusiva sua? Por que concedia a licença para fabricação de transistores por tão pouco? Qual era a intenção da empresa ao promover a disseminação do dispositivo? A idéia por trás dessa estratégia aparentemente insensata era que outras empresas entrassem no negócio, alavancando o setor e desenvolvendo novas tecnologias que pudessem ser empregadas nos sistemas de

telecomunicações. O Bell Labs certamente ganharia muito dinheiro com isso. Um outro motivo era a forte cultura de troca informações na indústria de semicondutores, embora essa indústria fosse bastante competitiva. O rápido progresso na fabricação de transistores deveu-se em grande parte ao intenso intercâmbio tecnológico entre companhias, centros de pesquisa do governo e laboratórios de universidades.

    O início da década de 50 foi marcado por rápidas melhorias nas características e na fabricação de transistores. Avanços sucediam-se rapidamente e os novos dispositivos eram capazes de operar em freqüências cada vez maiores.

    Alguns pesquisadores desenvolviam outros tipos de dispositivos semicondutores, e finalmente foi construído o transistor por efeito de campo (tecnologia batizada de FET -- field effect transistor). Os primeiros JFETs (junction field effect transistors) foram produzidos pela Crystalonics em Cambridge, Massachusetts, em 1960.

O transistor espalha-se pelo mundo...

    Tendo superado as dificuldades de fabricação em larga escala do transistor, era hora de empregá-lo na prática, buscando substituir a válvula no maior número de aplicações possível. Essa não era uma tarefa fácil, já que os transistores eram então fabricados em tamanhos reduzidos, o que dificultava sua capacidade de suportar altas potências. Além disso, não suportavam freqüências de operação tão elevadas quanto às das válvulas.

    Enquanto isso, outras iniciativas tomavam corpo e mais tarde fariam surgir aquilo que hoje conhecemos como Vale do Silício (Silicon Valley). Em 1954, William Shockley deixou o Bell Labs e mudou-se para Palo Alto, uma pequena cidade no estado da Califórnia, Estados Unidos, onde iniciou sua própria companhia, a Shockley Semiconductor Laboratory. Para levá-la adiante, Shockley contratou um grupo de físicos e engenheiros jovens e ambiciosos de companhias de eletrônicos , incluindo um grupo de oito pesquisadores que logo deixariam sua marca na história da microeletrônica, embora sem a companhia de Shockley.

    Os oito (Julius Blank, Victor Grinich, Jean Hoerni, Eugene Kliner, Jay Last, Gordon E. Moore, Robert N. Noyce e Sheldon Roberts ) não conseguiram se entender com Shockley e com sua maneira de conduzir os negócios. Depois de dois anos, em 1957, saíram para formar sua própria companhia. Nasceu assim a Fairchild Semiconductor (hoje conhecida por originar uma série de outras empresas sediadas na Vale do Silício). Com a saída em massa, a companhia de Shockley acabou perdendo o rumo e depois de ter sido comprada por duas vezes, acabou fechando as portas em 1969.

    A Fairchild iniciou logo suas atividades e introduziu e aperfeiçoou processos e técnicas com sucesso.

    Entre as inovações bem-sucedidas, estava a fabricação de transistores utilizando um processo chamado de difusão. Consistia em envolver o material semicondutor em um gás contendo determinados elementos químicos (chamados de impurezas). Em seguida, variava-se a temperatura de modo que as impurezas penetrassem no semicondutor. Tal processo permitia controlar com precisão a penetração de impurezas no semicondutor. Com isso, podia-se criar no semicondutor regiões bastante finas dopadas com impurezas. Essas regiões dotadas de diferentes propriedades elétricas é que tornavam o efeito transistor possível. A espessura da base (uma dessas regiões) era importante para que o transistor funcionasse com freqüências elevadas.

    Dessa forma, apesar de a lâmina de semicondutor ter de ser grossa o suficiente para ser mecanicamente resistente, a base devia ser bastante fina. Uma base com espessura de 10 mícrons propiciava freqüências de operação de apenas alguns megahertz. Era necessário aperfeiçoar as técnicas de fabricação para se conseguir bases ainda mais estreitas e consequentemente dispositivos que pudessem ser usados nas diversas aplicações eletrônicas. Esse problema foi resolvido com um outro processo: o processo epitaxial. Esta nova técnica aprimorava o processo de difusão, permitindo a fabricação de transistores que suportavam alta freqüência de operação e elevada potência. Logo foram fabricados transistores com freqüências da ordem de centenas de megahertz.

   O processo de difusão e o processo epitaxial tiveram um impacto fundamental na fabricação de dispositivos semicondutores e foram decisivos para o surgimento dos circuitos integrados.

    Outros avanços importantes deram-se com a descoberta de que uma camada de dióxido de silício podia impedir a difusão de certos átomos de impurezas na lâmina de silício. A difusão, contudo, poderia ocorrer desimpedida através de "janelas" na camada de dióxido de silício. Essas descobertas deram início ao emprego de técnicas de fotolitografia para a "impressão" de padrões sobre o silício. Esses padrões podiam determinar as regiões onde a difusão iria ocorrer. 

    O transistor, contudo, apresentava ainda outros problemas. Era muito sensível a variações de temperatura e umidade. No início tentou-se empregar blindagens de vidro, aproveitando a experiência com a fabricação de válvulas. Mas definitivamente esta não era uma solução adequada. No início de 1958, pesquisadores da Fairchild descobriram como usar o próprio dióxido de silício como uma efetiva proteção que impedisse a degradação do transistor. Essa proteção praticamente resolveu o problema de confiabilidade do dispositivo.