IL TRANSISTOR

<body topmargin=0 leftmargin=0 marginheight=0 marginwidth=0> <table cellpadding=0 cellspacing=0 border=0><tr> <td valign="top" height=80 BGCOLOR="#000000" TEXT="#F7F7FF" bgproperties="fixed" background="6f8055f3.gif"> <div> <FONT SIZE="5" COLOR="#FFCC66" FACE="Arial" ><B>led, electric and strange watches - Pulsar - Bulova - Accutron - Hamilton - Riehl's Solar Synchronar - Omega - Heuer - Girard Perregaux - Zenith  red / green led - tuning fork -  nixie - Thermatron system</B></FONT><B>     |     </B><A HREF="index.htm" TARGET="_top" TITLE="led, electric and strange watches Pulsa"><U><B>home</B></U></A></div> <div>                                                   </div> <div> </div> </td> </tr><tr> <td valign="top" height=400 BGCOLOR="#000000" TEXT="#F7F7FF" bgproperties="fixed" background="4e1055f3.gif"> <div> IL TRANSISTOR</div> <div>  <img src="HTMLobj-1494/aniGif.gif" border="0" align="bottom" width="133" height="100">  <FONT SIZE="3" COLOR="#FFCC33" FACE="Arial" ><B><U> <script language="JavaScript1.2">  </script>   <script language="JavaScript" type="text/javascript">  </script>  </U></B></FONT></div> <DIV ALIGN="LEFT"></DIV> <div> <B>IL TRANSISTOR   CUORE DELL'OROLOGERIA ELETTRONICA</B></div> <bR> <bR> <div> <B>Se si vuol raccontare l'intera storia del transistor è necessario rifarsi al lontano 1940, quando il dott. Walter H. Brattain venne convocato negli uffici della Bell Telephone Laboratories di New York per assistere ad un importante esperimento. Sul tavolo era posto un materiale nerastro dal quale uscivano due conduttori collegati ad un voltmetro.</B></div> <div> <B>Si trattava di un pezzo di cristallo di silicio e su esso venne proiettata la luce di una torcia tascabile... il voltmetro subì una brusca deviazione segnalando che quel fascio di luce aveva prodotto all'interno del materiale una produzione di energia elettrica.</B></div> <div> <B>Venti anni dopo, ricordando quell'avvenimento, il dott. Brattain riprese lo studio di quel minerale, che proveniva da una fusione eseguita nel reparto metallurgico dei laboratori Bell; quelle ricerche condussero all'invenzione del transistor che valse ai dottori John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley l'assegnazione del premio Nobel per la Fisica.</B></div> <div> <B>Punto fermo del problema dopo l'esperimento eseguito alla Bell era di capire come attraverso un isolante (RESISTOR) fosse possibile il passaggio (TRANSFERRING) di un segnale.</B></div> <div> <B>J.R. Pierce, del laboratorio di Brattain, si servì dei suddetti termini per battezzare il nuovo componente radioelettrico : il TRANSISTOR.</B></div> <div> <B>Il silicio allo stato naturale è da considerare neutro elettricamente; le caratteristiche del transistor derivano invece dalle impurità presenti nel cristallo stesso.</B></div> <div> <B>La differenza o l'eccesso allo stato atomico di elettroni presenti nel materiale determina la caratteristica P o N del cristallo stesso, ovvero la predisposizione naturale che il silicio pone al passaggio degli elettroni.</B></div> <div> <B>Il transistor nasce quindi come un componente realizzato da una "giunzione" di due cristalli di silicio impuro.</B></div> <div> <B>La tecnologia di assemblaggio dei transistors portò a diverse giunzioni ("a lega" - "a barriera di superficie" - "a contatti puntiformi" - "drift").</B></div> <div> <B>Ma dov'è presente la correlazione con l'orologeria elettronica?</B></div> <div> <B>Eccettuando gli orologi a bilancere elettromagnetico con contatti striscianti (tipo Hamilton e Timex) il transistor è presente ovunque.</B></div> <div> <B>I più semplici sono gli Accutron all'interno dei quali è presente un solo transistor che permette l'oscillazione del diapason elettromagnetico attraverso le bobine.</B></div> <div> <B>Passiamo poi ai modelli licenza ATO, dove il transistor è preposto all'oscillazione periodica del bilancere attraverso un sistema di bobina e magneti permanenti fissati solidalmente con il bilancere.</B></div> <div> <B>Arriviamo al primo quarzo a lancette della Girard Perregaux </B></div> <bR> <DIV ALIGN="LEFT"></DIV> <div> <B><IMG SRC="62250900.jpg" border=0 width="592" height="400" ALIGN="BOTTOM" HSPACE="0" VSPACE="0"></B></div> <div> <B>risultato di 10 anni di ricerche condotte dal Dipartimento elettronico della Girard Perregaux.</B></div> <div> <B>Per questo orologio la GP fissò la frequenza campione di oscillazione del quarzo a 32.768Hz al secondo, adottata poi da tutte le altre case costruttrici. Il circuito integrato SC10018F-254 racchiude in 3mm quadri l'equivalente di 312 transistors  garantendo una durata illimitata ed una affidabilità impareggiabile. </B></div> <div> <B>Già all'interno dell'orologio non siamo più in grado di scorgere visivamente i transistor, bensì ci troviamo di fronte ad un nuovo componente: il circuito integrato.</B></div> <div> <B>La realizzazione di quest'ultimo  è del tutto affidato alla tecnica più sofisticata ed a macchine particolari.</B></div> <div> <B>I circuiti vengono ricavati da cilindri di silicio (puro o drogato che sia) dai quali si ricavano tagliando longitudinalmente delle fette dette "wafer".</B></div> <div> <B>Wafer è il termine dell'elemento base del microcircuito.</B></div> <div> <B>Dopo che gli specialisti hanno disegnato e provato con appositi simulatori il circuito, esso viene suddiviso in diverse parti che vengono assegnate a determinati strati del wafer.</B></div> <div> <B>Seguono dei procedimenti di produzione che sostanzialmente sono di fotoincisione o chimici.</B></div> <div> <B>Iniazialmente il sistema era soltanto di tipo fotografico, in seguito è intervenuta una speciale macchina che emette raggi elettronici.</B></div> <div> <B>I microcircuiti vengono quindi stampati per incisione foto-chimica sui diversi livelli del wafer di silicio.</B></div> <div> <B>I wafer vengono poi suddivisi in schegge, dette "CHIP" ed è all'interno di queste schegge che il circuito sarà stampato.</B></div> <div> <B>La tecnologia degli orologi LED utilizza integrati con all'interno circa 20.000 30.000 transistors a seconda della marca produttrice.</B></div> <div> <B>In un orologio a LED il circuito integrato è preposto a contare le 32.768 oscillazioni del cristallo di quarzo, a suddividerle e a contarle.</B></div> <div> <B>dopodichè avviene l'addizione dei vari impulsi ( da questo deriva il termine dell'epoca di computer da polso) trasformandoli in avanzamenti orari.</B></div> <div> <B>A questo punto questi "avanzamenti" vengono interpretati e gestiti in sessantesimi per permettere la consueta divisione di ore, minuti e secondi.</B></div> <div> <B>L'indicazione digitale è un ulteriore complicazione poichè è necessario illuminare i rispettivi segmenti per creare una informazione coerente e fruibile dall'utilizzatore dell'orologio (alle 10:58, orario in cui sono illuminati più possibili segmenti, sono eccitati ben 20 "transistors driver" per permettere la lettura, senza contare i puntini divisori tra le coppie di cifre).</B></div> <div> <B>Una parte del circuito è predisposto all'accensione dei LED, la cui tensione di esercizio non risulta mai inferiore ai 2.5 Volts.</B></div> <div> <B>Data la complessità e delicatezza del circuito contatore infatti non vi è possibilità di dare direttamente tensione ai LED, ecco perchè esistono i TD (transistors drivers) che prendendo ordine dal microcircuito, eseguono l'accensione dei vari segmenti.</B></div> <div> <B>Ma a fronte di tante prerogative positive, quali sono i possibili problemi dei transistors e quindi dei processori in genere?</B></div> <div> <B>Principalmente, purtroppo!, i transistors hanno un periodo di vita... non sono da considerarsi eterni</B></div> <div> <B>Il primo transistor del 1948 prodotto dai laboratori Bell di Murray Hill (New Jersey) aveva una stima di vita di circa 90.000 ore... poco più di 10 anni di funzionamento continuo.</B></div> <div> <B>Il funzionamento corretto di ogni transistor è intimamente collegato alla conservazione della struttura cristallina, il calore pertanto può modificarne la struttura compromettendone la funzionalità.</B></div> <div> <B>Altra causa che rende i transistors sensibili alle tensioni ad essi applicate, è dovuto alle ridotte dimensioni, incapaci di disperdere il calore accumulato.</B></div> <div> <B>Per questo motivo sono pregiudizievoli sia il calore prodotto da fattori esterni (saldatori ecc.) sia da fattori interni (eccesso di tensione).</B></div> <div> <B>A questo aggiungiamo eventuali inversioni di tensione che possono provocare danni al transistor.</B></div> <div> <B>Il più delle volte le anomalie di funzionamento di un transistor sono dovute ad una alimentazione errata: contatti instabili dovuti a corrosione o tensione insufficiente. Come regola generale, anche nel caso in cui un orologio sia ancora in grado di funzionare con una tensione inferiore ai valori richiesti, è consigliabile sostituire le pile quando la tensione è caduta di un quarto del suo valore nominale.</B></div> <div> <B>Ci si ricordi che (l'esperienza lo insegna) l'80% dei guasti di un orologio (non corroso ovviamente dagli acidi!) con transistors sia dovuto a pile difettose.</B></div> <bR> <bR> <bR> <bR> </td> </tr></table></body>