Découverte — Le transistor (1947)
Aux Bell Telephone Laboratories (Murray Hill, New Jersey), l'équipe de William Shockley cherche un amplificateur à état solide pour remplacer les tubes à vide des centraux téléphoniques. Le 16 décembre 1947, Bardeen et Brattain réalisent le premier transistor en pressant deux contacts en or sur un cristal de germanium.
Paramètres du dispositif
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Date | 16 décembre 1947 |
| Lieu | Bell Labs, Murray Hill, New Jersey |
| Type | Transistor à pointe de contact (point-contact) |
| Semi-conducteur | Germanium (Ge) |
| Gain en tension | ~100× (premier prototype) |
| Taille | ~1 cm |
| Innovation clé | Amplification du signal par injection de porteurs minoritaires dans un semi-conducteur |
Explication technique — L'amplification à état solide
Avant le transistor, l'amplification électronique reposait sur le tube à vide (triode de Lee De Forest, 1906) : un filament chauffé émet des électrons dans le vide, modulés par une grille. Problèmes : encombrement (10 cm), chaleur (5-10 W/tube), fragilité du filament, temps de chauffe.
- Le semi-conducteur — Le germanium, ni conducteur ni isolant, possède une bande interdite (band gap) de 0,67 eV. En ajoutant des impuretés (dopage), on crée des zones excédentaires en électrons (type N, dopé arsenic) ou en « trous » (type P, dopé gallium).
- La jonction P-N — À l'interface entre zones P et N, une barrière de potentiel (~0,3 V pour le Ge) se forme. En appliquant une tension, on contrôle le passage du courant : c'est la diode.
- L'effet transistor — Bardeen et Brattain découvrent qu'un faible courant injecté sur un contact (la base) module un courant beaucoup plus fort entre les deux autres contacts (émetteur et collecteur). Un signal de 1 mA en base contrôle ~100 mA en sortie.
- Le transistor à jonction (1948) — Shockley conçoit le transistor bipolaire NPN : trois couches de semi-conducteur empilées. Plus fiable et reproductible que la pointe de contact, c'est ce design qui sera industrialisé.
Pourquoi ça a fonctionné
Le principe fondamental est la modulation de la conductivité : dans un semi-conducteur, un petit champ électrique modifie la concentration de porteurs de charge (électrons ou trous) dans une zone étroite. Contrairement au tube à vide qui manipule des électrons dans le vide (inertie, chaleur), le transistor manipule des porteurs dans un cristal solide — sans filament, sans vide, sans inertie thermique.
Chaîne causale
Transistor (1947) → Radio portable (Regency TR-1, 1954) → Circuit intégré (Kilby, 1958) → Microprocesseur (Intel 4004, 1971) → Ordinateur personnel (1980s) → Internet (1990s) → Smartphone (2007) → IA (2020s)
Nobel et postérité
Bardeen, Brattain et Shockley reçoivent le Nobel de physique en 1956. Bardeen en obtiendra un second en 1972 (supraconductivité BCS) — seule personne à avoir reçu deux Nobel de physique. Shockley fondera la Shockley Semiconductor à Palo Alto, dont les ingénieurs dissidents créeront Fairchild puis Intel — la naissance de la Silicon Valley.
Héritage et données actuelles
Le transistor est le composant de base de toute l'électronique moderne. La loi de Moore (1965) a prédit le doublement du nombre de transistors par puce tous les ~2 ans — prédiction vérifiée pendant 60 ans.
Sources
Références vérifiées lors de l'audit factuel d'août 2026 : ce sont les pages
contre lesquelles les affirmations de ce bulletin ont été confrontées.