La première amplification du transistor se cachait dans une entaille faite avec une lame de rasoir

Aujourd’hui, quand on parle de transistor, on pense facilement aux minuscules composants serrés les uns contre les autres dans une puce. Mais le premier appareil réellement fonctionnel, en 1947, ressemblait davantage à un montage expérimental improvisé : un morceau de germanium, une cale en plastique, une feuille d’or et un ressort.

À l’époque, les appareils électroniques dépendaient des tubes à vide. Ceux-ci pouvaient amplifier les signaux, mais ils étaient encombrants, énergivores et devaient préchauffer. Les sources officielles du prix Nobel indiquent que, lors des premières démonstrations d’amplification audio par un transistor, il n’était pas nécessaire d’attendre qu’il chauffe, contrairement aux tubes à vide.

Les laboratoires Bell voulaient trouver un autre moyen de confier cette tâche aux semi-conducteurs. Bardeen et Brattain ont multiplié les essais de contacts sur une surface de germanium. L’essentiel était de rapprocher suffisamment les deux points de contact.

Brattain a collé une feuille d’or sur une cale en plastique, puis l’a fendue à la pointe de la cale avec une lame de rasoir. La même feuille de métal se trouvait ainsi divisée en deux contacts isolés l’un de l’autre et extrêmement rapprochés. La description du Computer History Museum est très parlante : l’écart était à peu près aussi épais qu’une feuille de papier. Le 16 décembre 1947, le dispositif a été pressé contre la surface de germanium à l’aide d’un ressort ; le signal a été amplifié d’environ cent fois et couvrait la gamme des fréquences audio.

Pourquoi cette entaille était-elle importante ? Parce qu’elle transformait la distance entre les deux points de contact en une variable expérimentale que l’on pouvait ajuster manuellement. Il ne s’agissait ni d’une machine plus imposante ni d’un filament plus chaud, mais d’un petit morceau de matériau à la surface duquel l’entrée, la sortie et le contrôle interagissaient. C’est ainsi qu’un dispositif à trois bornes a vu le jour sur une paillasse de laboratoire.

Cela explique aussi le nom de « transistor à pointes ». Ce n’est pas une boîte noire abstraite, mais une structure où des contacts métalliques touchent réellement la surface du germanium. Les deux contacts devaient être extrêmement proches pour que le dispositif fonctionne de cette manière. Cela peut sembler rudimentaire aujourd’hui, mais à l’époque, cette structure a justement permis aux chercheurs d’observer un nouvel effet physique.

Le 23 décembre, ils en ont fait la démonstration aux responsables des laboratoires Bell. En juin 1948, les laboratoires Bell ont annoncé publiquement l’invention du transistor. En 1956, Bardeen, Brattain et Shockley ont reçu conjointement le prix Nobel de physique, en reconnaissance de leurs recherches sur les semi-conducteurs et de la découverte de l’effet transistor. Toutefois, le premier dispositif à pointes était principalement le fruit des expériences de Bardeen et Brattain ; le transistor à jonction mis au point plus tard par Shockley a ouvert une autre voie, favorisant la fabrication et la fiabilité.

Un transistor n’est pas non plus un circuit intégré. Celui-ci a été inventé plus tard : on ne peut pas faire tenir toute l’ère électronique sur la paillasse de 1947. Le transistor à pointes était lui-même difficile à fabriquer ; il a donc fini par céder la place à des structures mieux adaptées à la production de masse.

La percée de 1947 a d’abord démontré, grâce à un dispositif aussi rudimentaire que précis, qu’un matériau solide pouvait bel et bien amplifier un signal électrique.

Avec le recul, cette entaille faite à la lame de rasoir est émouvante. Les moments qui changent le monde ne prennent pas forcément d’emblée la forme d’un produit fini. Parfois, il ne s’agit que de deux contacts presque accolés sur une paillasse de laboratoire, et d’un son enfin amplifié.