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50 anni fa...
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sinistra: il primo transistor, presentato presso i Bell Labs
nella storica data del 23 dicembre 1947. A destra: i tre inventori
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Il nome transistor
(combinazione di TRANSconductance varISTOR) fu suggerito da un
altro ingegnere dei Bell Labs. La teoria che sta alla base del funzionamento
dei transistor (teoria delle bande nei semiconduttori) è piuttosto
complessa, difficilmente semplificabile come si usa fare per spiegare
il funzionamento delle valvole.
Il primo transistor (detto anche “triodo a stato solido”),
è un diretto discendente del diodo a semiconduttore, a sua volta
derivato dai classici rivelatori a galena conosciuti fin dai primi anni
del secolo scorso. Il diodo a cristallo è basato su un pezzetto
di cristallo di germanio su una superficie del quale viene collegato
un conduttore (terminale di catodo), e sull’altra superficie viene
realizzato un contatto a “baffo di gatto” con un filo sottilissimo
(terminale di anodo), realizzando così una “giunzione”
dalle proprietà rettificatrici per la corrente elettrica. La
corrente può fluire con facilità dall’anodo verso
il catodo, ma non viceversa.
Il transistor originale a punte di contatto era basato su una tecnologia
simile; consisteva in una piastrina di germanio, detta base
, a una faccia della quale era connesso un elettrodo, mentre sull’altra
faccia erano poggiati altri due sottili elettrodi a punta: uno era detto
emettitore (o anche “emittore” dall’inglese
emitter), l’altro collettore. In questo modo
si avevano due punti di contatto, quello tra base ed emettitore e quello
tra base e collettore. Vedremo in seguito in quali condizioni e con
quali limiti questa configurazione è in grado di amplificare
un segnale elettrico. Il ben noto simbolo grafico del transistor deve
la sua origine proprio alla configurazione iniziale.
Fu necessario anche trovare aziende di componenti elettronici in
grado di produrre le parti miniaturizzate necessarie (condensatore
variabile, bobine di sintonia, trasformatori per alta e bassa frequenza),
che in quell’epoca non erano facili da trovare. Infine, con
un grande sforzo ingegneristico, tutti i componenti vennero montati
a stretto contatto l’uno con l’altro fino a poter essere
contenuti in una custodia in materiale plastico delle dimensioni
esterne di circa 8 x 12 cm. Un vero miracolo! La Regency TR-1 fu
pronta per il lancio commerciale alla fine di ottobre del 1954,
in tempo per le grandi vendite natalizie. Nonostante tutte le economie,
il design accurato e l’esiguo margine che la Regency tenne
per sé, il prezzo di vendita del primo ricevitore a transistor
fu fissato in ben 49,95 $, più altri 3,95 per la custodia
in pelle ed altri 7,50 per l’auricolare, un prezzo certamente
non proprio economico per gli stipendi di allora. Ciò non
frenò minimamente il successo commerciale, che fu immediato
e travolgente, tanto che l’unico limite alle vendite della
TR-1 fu rappresentato solo dalla scarsa capacità produttiva
dell’azienda.
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Nell'ottobre
del 1954, entra in commercio la prima radio a transistor,
la società elettrica americana Texas Instruments mette
in commercio la prima radio a transistor, battezzata “Regency
TR-1”. Pesa 340 grammi e funziona a pile. Per la prima
volta la radio può essere trasportata ovunque. Nel
1956 la società inglese Pye mette in vendita la prima
radio a transistor europea, la “Pam 710”. |

La Raytheon 8TP-1, primo
modello "portatile" a transistor (1955)
La TR-1 non restò a lungo sola sul mercato.
Fu la Raytheon, altra produttrice di semiconduttori, a mettere in
commercio pochi mesi dopo il secondo apparecchio americano “all
transistor”. Si tratta del modello 8TP-1, un apparecchio a otto
transistor, di dimensioni ragguardevoli, con mobile in legno rivestito
in “vinilpelle”, con altoparlante di grandi dimensioni
e pila a lunga autonomia. Il lancio avvenne nel febbraio del 1955,
al prezzo di circa 80 $, l’equivalente di oltre 500 € di
oggi. Anche in quel caso il successo fu immediato e superiore alle
aspettative. Alla fine del 1955, che fu il primo anno intero di vita
della radio a transistor, i modelli disponibili sul mercato americano
erano già una mezza dozzina: la ZENITH aveva lanciato il suo
ROYAL 500, EMERSON il modello 842, RCA il BT-10, General Electric
il 675. La TR-1 restò comunque per lungo tempo l’unica
radio da taschino, e venne accusata di non essere proprio una “cosa
seria”, in confronto agli altri modelli più costosi ed
elaborati.
Ma
intanto in Giappone non tutto era calmo e tranquillo. Un piccolo produttore
di registratori a nastro, la Tokyo Tsushin Kogyo (TOTSUKO), riuscì
nel 1953 a convincere il Ministro del Commercio e dell’Industria
ad autorizzare l’acquisto della licenza di produzione dei transistor
da parte della Western Electric sotto il brevetto Bell Labs. Dopo il
tempo necessario ad apprendere la tecnologia ed i processi di fabbricazione
la Totsuko potè cominciare la produzione di una propria linea
di transistor, e di lì a poco, nell’agosto 1955, immise
sul mercato il primo apparecchio radio da taschino, il modello TR-55,
utilizzando per la prima volta il marchio SONY.
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Sfortunatamente il TR-55 fu prodotto in piccola quantità e solo per il mercato interno, ed è quindi praticamente introvabile. Il secondo apparecchio prodotto, il TR-72, di grandi dimensioni e con mobile in legno, fu esportato solo in Canada sotto il nome del loro distributore locale GENDIS (General Distributors). Il terzo modello (TR-6) non ebbe maggior fortuna commerciale, ma merita di essere ricordato essendo il primo ricevitore a transistor a montare il rivoluzionario condensatore variabile MITSUMI.

Il modello TR-63 della Sony,
il primo vero ricevitore “tascabile”
La Sony mod. TR-610, leader
del mercato mondiale nel 1958
Ho già accennato ad un aspetto “strategico” che
fu assegnato negli Stati Uniti alla radio a transistor e che ne incoraggiò
la diffusione. Gli anni dello sviluppo del transistor coincidono con
quelli dell’escalation della guerra fredda tra Stati Uniti e
Unione Sovietica, quella fortunatamente mai combattuta esplicitamente,
che coinvolse le due superpotenze mondiali, spingendole ad una sfrenata
corsa agli armamenti di offesa e difesa. Tra questi armamenti i più
temuti erano i missili a testata nucleare, pronti da ambo le parti
a seminare morte e devastazione nel profondo dei territori avversari.
Un improvviso attacco di missili sovietici, lanciati dalle loro basi
nascoste o dai sottomarini nucleari, avrebbe lasciato ben poco tempo
per organizzare una vera e propria difesa attiva. I missili di allora
non potevano essere teleguidati, dal momento che dovevano sorvolare
un tratto del territorio nemico, né potevano essere puramente
“balistici”, perché in questo caso sarebbe stato
molto difficile indirizzarli con precisione fin dal lancio. Uno dei
possibili sistemi in uso allora per guidare un missile sul bersaglio
era quello di dotarlo di una strumentazione in grado individuare e
seguire delle particolari frequenze radio ben note, relative per esempio
alle stazioni trasmittenti radiotelevisive commerciali disseminate
sul territorio nemico, o alla rete di comunicazione radiotelefonica.
In altre parole, la rete radiotelevisiva commerciale costituiva una
sorta di sistema di “radiofari” che avrebbe permesso ai
missili di orientarsi nel territorio da sorvolare. Per disorientare
i missili occorreva quindi, in caso di allarme nucleare, “spegnere”
tutta la rete di trasmissioni radio del territorio: i missili sovietici,
senza più la guida dei segnali radio su cui erano programmati,
si sarebbero trovati senza controllo e avrebbero sicuramente mancato
i bersagli vitali.
Nel decennio che va dal 1955 al 1965 si consuma una grande parte dello lo sviluppo tecnologico e commerciale della radio a transistor: dalle prime costose radio tascabili basate sui delicati e instabili transistor al germanio ed alimentate con pile speciali, fino alle prime radio a circuiti integrati, i multibanda AM/FM ed i complessi stereofonici con parecchi watt di potenza d’uscita, equipaggiati con robusti transistor al silicio. Ovvero, dall’esordio alla maturità, con tutto ciò di positivo e negativo che uno sviluppo così rapido comporta. La radio a transistor vera e propria, la famosa “radiolina” diventa sempre più economica e sempre meno “di qualità”, finendo, alla fine degli anni ‘60, ad occupare il ruolo di semplice oggetto di consumo “usa e getta”, del valore commerciale di poche migliaia di lire di allora (pochi euro dei nostri giorni). E’ ancora il Giappone a rifornire il mondo di radioline ed altri piccoli oggetti tecnologici di basso costo, affiancato ora da altri colossi dell’industria orientale (Hong-Kong, Singapore, Taiwan…), mentre le industrie occidentali e in special modo quelle europee tengono le fasce alte del mercato mediante una produzione classica e molto conservativa, basata ancora in gran parte sulla tecnologia a valvole e sulle rifiniture in legno pregiato. Nel frattempo il dispositivo responsabile di questa rivoluzione, il piccolo transistor, si avvia, con accelerazione crescente, verso uno sviluppo che non conoscerà mai rallentamenti, diventando il protagonista indiscusso della tecnologia dell’ultima metà del ventesimo secolo.
Giusto per restare agli anni che ci interessano, sarà sufficiente ricordare che se solo nel 1955 il peso maggiore del costo di un apparecchio radio era dovuto al numero di transistor adottati (anche 5 dollari di allora per ogni transistor), tanto che questo numero veniva generalmente dichiarato con una dicitura esterna, già dopo pochi anni la produzione di massa aveva fatto crollare il prezzo a pochi centesimi di dollaro per unità prodotta (il valore attuale di un transistor comune è stimabile grosso modo in un decimillesimo di dollaro, praticamente zero). Di lì a poco, ossia nel 1961, veniva avviata la produzione dei primi circuiti integrati, quei dispositivi in grado di riunire in un’unica piccola piastrina di silicio (chip) un intero circuito costituito da componenti attivi e passivi, transistor, diodi, resistenze e condensatori. E’ la nascita della cosiddetta “microelettronica”, ossia dell’elettronica basata su dispositivi tanto piccoli da essere invisibili. Il maggiore impulso a questa corsa alla miniaturizzazione non veniva però certamente dalle esigenze del mercato della radio, ma da quello della nascente informatica. Tranne pochi esempi, infatti, la radio non fu coinvolta nello sviluppo della microelettronica, ma anzi per molti anni e fin quasi ai giorni nostri la produzione di apparecchi radio commerciali si basò su uno standard tecnologico fondato su componenti discreti (transistor) e su uno schema convenzionale molto simile a quello sviluppato nei primi anni ’60. I ricevitori a circuiti integrati prodotti prima della metà degli anni ’60, come per esempio il famoso IC2000 della Philips, erano destinati a restare casi isolati.

Philips IC2000
Produzione Olandese 1962-64 (l'esemplare della foto è del 1967)
La produzione di radio a transistor si specializzò
rapidamente, se non dal punto di vista tecnico, almeno da quello delle
tipologie di utilizzo, dividendosi in tre diversi settori corrispondenti
ad altrettante fasce di prezzo: il modello tascabile, il modello portatile
e quello da tavolo. I primi due tipi, alimentati a batterie, si configurarono
già dai primissimi modelli, mentre il terzo tipo, quello da
tavolo, alimentato a corrente alternata emerse pian piano durante
il decennio con lo scopo di scalzare definitivamente dal mercato la
radio a valvole. Naturalmente, oltre a queste tre tipologie destinate
al grande pubblico si svilupparono altri settori più o meno
specialistici, per esempio quello dei ricevitori semiprofessionali
multibanda, di cui è un ottimo esempio europeo la fortunatissima
serie “Satellit” della Grundig. L’industria si adeguò
rapidamente alla nuova tecnologia, e se nei primissimi anni le radio
a transistor adottavano una tecnologia simile a quella delle radio
a valvole, semplicemente ridotta di dimensioni, nel giro di un tempo
brevissimo la produzione di componenti si orientò verso le
applicazioni transistorizzate; nacquero così i componenti che
ben conosciamo, potenziometri adatti per la saldatura diretta su circuito
stampato, condensatori variabili miniaturizzati (come il famoso “Polyvaricon”
che segnò l’inizio della fortuna della giapponese Mitsumi),
condensatori ed altri componenti adatti per il montaggio “verticale”,
avendo i due terminali che fuoriescono dalla stessa parte (radiali),
minuscoli trasformatori di media o bassa frequenza progettati per
essere affiancati nello stretto spazio destinato ad ospitare tutto
il circuito, e comunque tutti componenti adatti per funzionare con
tensioni di alimentazione basse o bassissime, e con potenze in gioco
anch’esse impensabili solo pochi anni prima.
Il
condensatore variabile per radio a transistor, introdotto
per la prima volta nel 1955 dalla Mitsumi e denominato "Varicon",
divenne presto un componente universale per tutti gli apparecchi
miniaturizzati |
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Un altro elemento che conobbe un rapido sviluppo
durante il primo decennio commerciale del transistor fu la vera e
propria tecnologia costruttiva. Le prime radio erano costruite a mano,
esattamente come lo erano state fino ad allora le radio a valvole.
Molto spesso si partiva da un telaio metallico, ci si montavano sopra
i minuscoli zoccoli per i transistor, i componenti grossi, trasformatori,
medie frequenze, condensatore variabile, e successivamente si cablavano
i collegamenti e si montavano i componenti passivi su appositi ancoraggi.
Questa tecnica “hand wired” (cablata a mano) fu adottata
principalmente dalle grosse aziende già attive nel campo della
radio. Anche quando si adottava la tecnica del circuito stampato,
molto più adatta alla miniaturizzazione, si manteneva l’abitudine
del montaggio manuale: ogni apparecchio veniva costruito interamente
a mano da operai specializzati muniti di saldatore e spesso di lente
d’ingrandimento. In questo modo, il costo finale di ogni apparecchio
prodotto si manteneva non molto diverso, se non addirittura maggiore,
di quello di un ricevitore a valvole di media qualità. Il circuito
stampato, ossia la piastra forata con i collegamenti in rame già
stampati, divenuto in seguito lo standard più usato in elettronica,
era già stato introdotto da alcuni anni anche per la costruzione
di apparecchi a valvole, con un certo vantaggio nella costruzione
di apparecchi economici di dimensioni compatte. Si trattava solo di
trovare un sistema industriale per automatizzare il montaggio dei
componenti sulla piastra, e soprattutto per eseguire le saldature.
Tale sistema, detto della “saldatura a onda”, fu messo
a punto proprio nei primi anni ’60, ed è realizzato mediante
una vaschetta colma di stagno fuso nella quale viene poggiato per
un istante il circuito stampato con tutti i componenti semplicemente
inseriti nei fori: la presenza di un disossidante ed una certa oscillazione
introdotta sulla superficie dello stagno liquido (onda) provoca la
saldatura istantanea e contemporanea di tutti i componenti montati
sulla piastra. Questo procedimento favorì la produzione di
massa ed il conseguente calo dei prezzi. Un altro elemento decisivo
fu lo sviluppo, negli stessi anni, della tecnologia di lavorazione
delle materie plastiche, che determinò il moltiplicarsi di
gusci di tutte le fogge, colori e modelli possibili, con un'offerta
sempre più vasta ed economica, naturalmente a scapito della
qualità. Già nella metà degli anni '60 le marche
produttrici di radio a transistor raggiunsero un numero astronomico,
tra le autentiche giapponesi con le cosiddette "sottomarche",
le varie imitazioni dai nomi spesso assonanti con quelli delle marche
conosciute, per finire con i mille marchi inesistenti stampati sulle
scatolette colorate dal funzionamento incerto in vendita nelle bancarelle,
eccetera.
Da quel momento in poi la radio portatile a transistor cessò
di essere quell'oggetto ricercato che era stato nei primi anni, una
specie di "status symbol" che denotava il benessere di chi
la possedeva, e scivolò inesorabilmente nella mediocrità
del grande mercato dell' "usa e getta". Si salvarono solo
poche case e pochi modelli che puntarono sulla ricercatezza del design
o sulle qualità tecnologiche, ma non furono più sostenute
dalla grossa spinta commerciale dei primi tempi: ora il mercato aveva
ben altre cose per le mani, televisori, impianti Hi-Fi, registratori
a cassette, orologi al quarzo, calcolatrici...
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del transistor
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