Transistori - johdantoa

Ennen transistorien maailmanvalloitusta elektroniikassa tärkeimmät ohjattavat komponentit olivat elektroniputket, joilla esimerkiksi vahvistimet toteutettiin. Ensimmäiset elektroniputket valmistettiin aivan 1900-luvun alussa. Ne olivat aikanaan mullistavia, koska niitä pystyttiin ohjaamaan sähköisesti. Modernin elektroniikan perusperiaatteita alettiin kehitellä jo putken aikakaudella, jolloin monet analyysimenetelmät ovat myös kehitetty.

Ensimmäinen toimiva transistori kehitettiin v. 1948 (Bardeen, Brattain ja Shockley). Transistorin siirtyminen laboratorioista suureen kaupalliseen tuotantoon vei kuitenkin vielä suhteellisen kauan aikaa. Vasta 50-luvun puolivälin jälkeen transistoreista alkoi tulla arkipäivää. Keksinnöstä myönnettiin myös Nobel-palkinto vuonna 1956. Elektroniputken valtakausi päättyi lopullisesti n. 1960-luvulla, jolloin transistoreiden valmistustekniikka ja saatavuus parani huomattavasti. Transistorin etuja elektroniputkeen verrattuna olivat sen pieni koko, kestävyys, käyttövarmuus, nopeus ja pieni energiankulutus.

Transistorin keksimisen jälkeen meni oma aikansa toimivan teollisen transistorivalmistuksen kehittämiseen. Samoihin aikoihin alkoi kehkeytyä kiinnostus useamman transistorin (ym. komponentin) integroinnista samalle piirille (50-luvun lopulla).

Kuvan vanhan tietokoneen emolevyllä olevista IC-piireistä, jotka sisältävät kymmeniätuhansia yksittäisiä transistoreita.

Transistoreja alettiin käyttää vahvistimien lisäksi myös korvaamaan mekaanisia tietokoneita. Tällöin alkoi sähköisiä laskinten sekä loogisten piirien kehitys. Yksittäisistä komponenteista kootut suuret ja monimutkaiset kokonaisuudet olivat kuitenkin hankalia. Komponenttien ja liitosten valtava määrä aiheutti ongelmia luotettavuudessa. Lisäksi ne olivat hitaita ja veivät paljon tilaa. 60-luvulle tultaessa ajatus integroidusta piiristä (IC - Integrated Circuit) oli valmis. Piirien integroinnin alkaessa sai myös alkunsa nykyinen tietokone ja prosessoritekniikka. Ennen massatuotannon aloittamista IC-piirit olivat kalliita, eikä niitä hyödynnetty kuin erikoissovelluksissa.

Transistorin ja IC-piirien kaupallisen valmistuksen kehityksen suuntaa-antavia lukuarvoja eri vuosilta:

1951 Yksittäinen transistori
1960 Small-scale integration (SSI), < 100 transistoria samalla piirillä
1966 Medium-scale integration (MSI), < 1000 transistoria
1969 Large-scale integration (LSI), < 10 000 transistoria
1975 Very-large-scale integration (VLSI), > 10 000 transistoria
2000 VLSI > 100 000 000 transistoria samalla piirillä

Yksittäisiä (diskreettejä) transistoreita. Transistoreiden koko vaihtelee myös käyttösovelluksen mukaan. Pienimpiä transistoreita mahtuu mikropiirille integroituna jopa miljoonia. Tehoelektroniikan transistorit taas voivat olla "nyrkin kokoisia".