O que é um transistor e porque ele é importante para o computador?

A história do transistor — também conhecido como “transístor” — começou já no tempo em que eram utilizadas válvulas nos computadores. O foco das pesquisas da época era justamente o aperfeiçoamento e redução do tamanho das válvulas, além do aumento de sua eficiência, pois elas consumiam muita energia.

Portanto, era necessário que as válvulas fossem substituídas por um novo componente menor e mais barato. As pesquisas militares começavam a ficar cada vez mais complexas e demandavam que os computadores tivessem seu tamanho reduzido e pudessem trabalhar em frequências maiores. As válvulas não eram capazes disso, levando os cientistas a procurarem outros componentes.

Em novembro de 1947, os cientistas do laboratório da Bell Telephone descobriram o transistor, apesar de suas pesquisas tentarem ir para outra direção. Eles verificaram que quando aplicada certa tensão a um dos terminais do componente, o sinal que saía no outro terminal era amplificado. Sendo assim, o transistor se tornou o responsável pela amplificação de sinal, além de servir como um controlador que interrompe ou libera a passagem de corrente elétrica.

Funcionamento

Todo transistor possui três terminais, que são as “perninhas” que você pode ver na imagem abaixo. Um dos terminais recebe a tensão elétrica e o outro envia o sinal amplificado. O terminal do meio é o responsável pelo controle desse processo, pois a corrente elétrica entra e sai pelos outros dois terminais somente quando é aplicada tensão elétrica ao terminal do meio.

Para simplificar, podemos pensar no transistor como uma torneira. O lado do cano que vem da rua é o terminal de entrada e o lado de onde sai a água é o terminal de saída. Quando você abre ou fecha a torneira, sua mão atua como o terminal do meio. Quanto mais você girar a torneira, mais água passará.

Portanto, quando é aplicada uma tensão ao terminal do meio em um transistor, ele permite que a corrente elétrica circule pelos outros dois terminais. A quantidade de tensão aplicada ao terminal do meio (ou terminal de controle) determinará qual será a intensidade da corrente que sairá pelo terminal de saída.

Se nenhuma tensão for aplicada ao terminal de controle (equivalente à torneira fechada), não há circulação de corrente elétrica, o que confere ao transistor duas propriedades: amplificação de sinal elétrico e controle do fluxo da corrente, como se fosse um botão “on/off”.

Aplicação

Agora imagine a rede de canos que há na sua casa. Ela possui diversas torneiras, e diversos canos adicionais saindo de cada torneira. Na sua casa há um registro geral, que fecha a água e não permite que ela passe para nenhum dos canos ligados a ele (tal registro fica junto ao relógio que mede o consumo de água).

Agora, digamos que no seu banheiro há um registro específico para o chuveiro e a descarga. A torneira da pia só está sujeita ao registro geral. Ora, se você fechar o registro presente no banheiro, não será possível tomar banho, nem dar a descarga, mas a torneira continuará tendo fluxo de água.

De forma análoga funcionam os complexos circuitos lógicos, presentes em praticamente todos os equipamentos eletrônicos da atualidade. Os transistores são agrupados nos circuitos integrados de forma similar à rede de canos de água da sua casa, ou seja, eles controlam o fluxo de energia que passa no circuito.

Quando os inventores perceberam que poderiam utilizar os transistores em cascata, ou seja, uns controlando outros, estava dado o início aos primórdios da computação moderna. Começou então a revolução que, na década de 1960, fez com que os computadores começassem a ter seu tamanho reduzido, possibilitando que diversos cientistas tivessem ideias de como isso poderia ser usado para levar os computadores às casas das pessoas.

Os maiores beneficiados com a invenção dos transistores foram os processadores, que hoje contam com bilhões de transistores ligados entre si, formando circuitos capazes de fazer cálculos simples ou extremamente complexos, como a posição do mouse na tela até o volume de partículas de fumaça em um jogo.

Por que o transistor é melhor que a válvula?

Diversos fatos respondem a esta pergunta. Um deles é que os transistores não têm partes móveis, o que facilita sua miniaturização. O mesmo fato também permite que o transistor seja muito mais rápido, podendo ter sua corrente elétrica interrompida e restabelecida 1 bilhão de vezes em apenas um segundo.

Sabendo de todos esses dados, podemos ter a certeza de que o transistor é a base da computação moderna, pois ele é o responsável pelo controle do fluxo de eletricidade e, por consequência, do fluxo de dados que transita pelos circuitos dos diversos tipos de equipamentos eletrônicos, sem esquecer de mencionar os processadores, que são os maiores usuários dessa tecnologia.