El transistor de contacto puntual fue el primer tipo de transistor que se demostró con éxito. Fue desarrollado por los científicos investigadores John Bardeen y Walter Brattain en los Laboratorios Bell en diciembre de 1947. [1] [2] Trabajaron en un grupo dirigido por el físico William Shockley . El grupo había estado trabajando juntos en experimentos y teorías de los efectos del campo eléctrico en materiales en estado sólido , con el objetivo de reemplazar los tubos de vacío por un dispositivo más pequeño que consumiera menos energía.
El experimento crítico, llevado a cabo el 16 de diciembre de 1947, consistió en un bloque de germanio , un semiconductor , con dos contactos de oro muy próximos entre sí, sostenidos contra él por un resorte. Brattain colocó una pequeña tira de lámina de oro sobre la punta de un triángulo de plástico, una configuración que es esencialmente un diodo de contacto puntual . Luego cortó con cuidado el oro en la punta del triángulo. Esto produjo dos contactos de oro eléctricamente aislados muy cerca uno del otro.
El trozo de germanio utilizaba una capa superficial con exceso de electrones . Cuando una señal eléctrica viajaba a través de la lámina de oro, inyectaba agujeros de electrones (puntos que carecen de electrones). Esto creó una capa delgada que tenía escasez de electrones.
Una pequeña corriente positiva aplicada a uno de los dos contactos influía en la corriente que fluía entre el otro contacto y la base sobre la que estaba montado el bloque de germanio. De hecho, un pequeño cambio en la corriente del primer contacto provocó un cambio mayor en la corriente del segundo contacto; por tanto era un amplificador . El terminal de entrada de baja corriente al transistor de contacto puntual es el emisor, mientras que los terminales de salida de alta corriente son la base y el colector. Esto difiere del tipo posterior de transistor de unión bipolar inventado en 1951 que funciona como todavía lo hacen los transistores, con el terminal de entrada de baja corriente como base y los dos terminales de salida de alta corriente como emisor y colector.
El transistor de contacto puntual fue comercializado y vendido por Western Electric y otros, pero finalmente fue reemplazado por el transistor de unión bipolar, que era más fácil de fabricar y más resistente. El transistor de contacto puntual permaneció en producción hasta aproximadamente 1966, cuando el transistor plano de silicio dominaba el mercado.
Si bien los transistores de contacto puntual generalmente funcionaban bien cuando los contactos metálicos simplemente se colocaban juntos sobre el cristal de base de germanio, era deseable obtener una ganancia de corriente α lo más alta posible.
Para obtener una mayor ganancia de corriente α en un transistor de contacto puntual, se utilizó un breve pulso de alta corriente para modificar las propiedades del punto de contacto del colector, una técnica llamada "conformación eléctrica". Por lo general, esto se hacía cargando un condensador de un valor específico a un voltaje específico y luego descargándolo entre el colector y los electrodos base. El conformado tenía una tasa de falla significativa, por lo que muchos transistores encapsulados comerciales tuvieron que ser descartados. Si bien los efectos de la formación se entendieron empíricamente, la física exacta del proceso nunca pudo estudiarse adecuadamente y, por lo tanto, nunca se desarrolló una teoría clara para explicarlo o brindar orientación para mejorarlo.
A diferencia de los dispositivos semiconductores posteriores, un aficionado podía fabricar un transistor de contacto puntual, empezando con un diodo de contacto puntual de germanio como fuente de material (incluso se podía utilizar un diodo quemado; y el transistor podía reconstruirse). formado si está dañado, varias veces si es necesario). [3]
Algunas características de los transistores de contacto puntual difieren de los transistores de unión ligeramente posteriores: