No final dos anos 1940, pesquisadores dos Bell Labs (Bardeen, Brattain, Shockley) visavam substituir a válvula a vácuo (válvula termiônica) — o único interruptor/amplificador eletrônico então disponível. Válvulas a vácuo tinham quatro falhas críticas:
1. Confiabilidade e Vida Útil
- Queima do filamento (como lâmpada) → vida típica 1.000–5.000 horas.
- Envelope de vidro trinca, vazamentos de gás, esgotamento do getter.
- Microfonia (vibração → ruído), deriva térmica.
- ENIAC (18.000 válvulas) falhava a cada ~2 dias.
2. Tamanho e Peso
- Cada válvula ≈ tamanho de polegar; circuitos exigiam milhares.
- ENIAC: 1.670 m², 30 toneladas. Portátil? Impossível.
- Requisitos de refrigeração adicionavam volume.
3. Consumo de Energia e Calor
- Aquecedores de filamento: 0,5–5W por válvula (apenas para cátodo).
- Dissipação de placa: watts adicionais.
- ENIAC: 150 kW contínuos. Exigia HVAC dedicado.
- Operação a bateria impraticável.
4. Velocidade de Comutação e Limites de Frequência
- Efeitos de tempo de trânsito limitavam válvulas a ~centenas de MHz (válvulas farol a ~3 GHz).
- Capacitância intereletrodos retardava comutação digital.
- Inadequadas para radar de micro-ondas emergente e velocidades futuras de computação.
A Solução do Transistor
- Estado sólido: Sem filamento, sem vácuo, sem vidro. Cristal de silício/germânio.
- Microscópico: Milhões cabem em um chip.
- Microwatts: CMOS consome potência estática próxima de zero.
- Comutação nanossegundo/picossegundo: Potencial THz.
- Confiável: MTBF > milhões de horas.
Primeira Demonstração
23 de dezembro de 1947: Transistor de contato de ponto de germânio (Bardeen & Brattain). 1951: Transistor de junção (Shockley) fabricável. 1954: Primeiro rádio a transistor comercial (Regency TR-1). 1958: Circuito integrado (Kilby, Noyce).
O transistor não apenas consertou válvulas — permitiu a Era da Informação.
