Los transistores son entonces el componente más elemental de las modernas computadoras, porque se comportan como interruptores: un transistor deja o no pasar la corriente eléctrica a través de él, pero a diferencia de los interruptores de Arcadio, y de los que se usaban en las primeras redes de teléfonos y computadoras, el proceso no es mecánico, sino eléctrico.
Curiosidades
John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain fueron el equipo de at&t que inventó el transistor, por lo que recibieron el Premio Nobel de Física en 1956. Bardeen obtuvo luego otro Premio Nobel por sus trabajos en superconductores. Shockley fundó su propia compañía para fabricar transistores, la Shockley Semiconductor, para lo cual eligió un lugar agradable cerca de donde vivía su madre y de la Universidad de Stanford, de donde pensaba reclutar jóvenes talentos. El lugar se llama hoy Silicon Valley y es, sin duda, el parque industrial más importante en el mundo de la tecnología.
Esquemáticamente, así se representa un transistor:
Ca es la corriente de alimentación, siempre está allí, proviene del suministro de corriente del aparato. Ce es la corriente de entrada: si al transistor se le suministra una corriente de entrada que exceda cierto umbral entonces se dice que la entrada está en alto o, para ser consistentes, está en 1. Cs es la corriente de salida que, como se verá, depende de la de entrada. Por último, Cd es la corriente de drenaje del transistor.
En abril de 1965, Gordon E. Moore creó la llamada Ley de Moore, que establece, mediante la observación empírica del fenómeno, cómo evoluciona el poder de cómputo con el tiempo. La densidad —esto es, el número de transistores que se pueden poner por unidad de área— crece a una tasa aproximada de 50% al año; es decir, se duplica cada dos años. Este crecimiento de densidad trae como consecuencia uno equiparable con el poder de cómputo contenido en cada chip y significa que éste crece exponencialmente a lo largo del tiempo. La gráfica 1 muestra los datos de número de transistores en los microprocesadores de la compañía Intel (precisamente la compañía que Moore contribuyó a fundar en 1968), desde el 4004 de 1971, a la sazón el primero de la historia, hasta el Itanium 2 de 2005; nótese que en el eje vertical la escala es logarítmica (en potencias de 10) mientras que el horizontal es lineal, lo que evidencia el comportamiento exponencial mencionado. En abril de 2005, sin embargo, el propio Moore declaró que la ley que había descubierto estaba por caducar: subir la densidad significa, claro está, hacer cada vez más pequeños los transistores, que en la actualidad tienen partes de apenas unos seis átomos de grosor y, aun cuando se pudiera continuar miniaturizando, al mismo ritmo se generan problemas colaterales muy difíciles de resolver. La densidad de los microprocesadores actuales hace que éstos generen mucho calor, energía desperdiciada que por añadidura daña los circuitos. Hoy en día es imposible ver el chip del procesador en la computadora, suele estar oculto bajo una enorme masa de aluminio, cuyo único propósito es disipar el calor para que el chip no se funda; desde hace unos años se ha añadido, además, un pequeño ventilador sobre el disipador.
Curiosidades
Con el paso de los años, el tamaño de los transistores se ha ido reduciendo cada vez más; compárese el tamaño de un bulbo de 1947 con otros transistores más recientes. En 1989, el procesador 486 DX rebasó el millón de transistores y el tamaño de cada uno fue de una micra; diez años después, los procesadores contenían más de 28 millones de transistores y el tamaño de cada transistor se redujo a 0.18 micras.
Las cosas funcionan así: los transistores están hechos de un material denominado semiconductor, una cosa que a veces se comporta como conductor (deja fluir la corriente eléctrica a través de él) y a veces como aislante (no deja fluir la corriente). Su comportamiento depende de si le es suministrada o no corriente eléctrica por otro lado. En un transistor, la corriente de alimentación Ca entra por una línea llamada emisor, la corriente de entrada Ce por otra llamada base y la de drenaje Cd sale por el colector. La corriente que entra por la base es la que determina si el transistor se comportará como conductor o como aislante: si Ce excede cierto umbral conduce, si no se comporta como aislante. Un transistor se comporta de manera parecida a una tubería de agua con una válvula de escape: ésta hace las veces de la corriente de entrada Ce; si la válvula de escape está cerrada, entonces toda el agua fluye por la salida, si no se va al drenaje.
El lector atento probablemente habrá notado que la corriente de salida es contraria a la de entrada: cuando ésta es 1 aquélla es 0 y viceversa. En efecto, un transistor puesto en esta situación es un inversor.
