La historia del transistor: el interruptor del siglo XX

Dentro del teléfono desde el que quizá lees esto viven miles de millones de transistores: interruptores diminutos que se encienden y apagan miles de millones de veces por segundo para hacer todo lo que hace un ordenador. Sin embargo, hasta hace menos de ochenta años, el corazón de la electrónica era una frágil ampolla de vidrio del tamaño de un dedo. La historia del transistor es la de un pequeño trozo de metal semiconductor que reemplazó a esas ampollas, encogió el mundo digital y encendió, casi sin ruido, la revolución tecnológica del siglo XX.

Antes del transistor: el reino de las válvulas

Durante la primera mitad del siglo XX, amplificar o conmutar una señal eléctrica exigía un tubo de vacío, también llamado válvula. Era una ampolla de vidrio con el aire extraído por dentro, en la que un filamento incandescente lanzaba electrones hacia una placa. Funcionaba, y bien: hizo posibles la radio, la televisión y los primeros ordenadores. Si te interesa cómo trabaja por dentro esa tecnología, la explicamos al detalle en cómo funciona un amplificador a válvulas.

El problema eran sus defectos, todos juntos. Las válvulas eran grandes, frágiles y caras; se calentaban como una bombilla y consumían mucha energía; y sus filamentos se quemaban con frecuencia. El ejemplo extremo fue ENIAC, uno de los primeros ordenadores electrónicos: tenía unas 18.000 válvulas, ocupaba una sala entera y se averiaba tan a menudo que mantenerlo funcionando era casi una hazaña. Estaba claro que si la electrónica iba a crecer, necesitaba algo más pequeño, más frío y más fiable.

La Nochebuena de 1947

Ese algo llegó en los Laboratorios Bell, en Nueva Jersey, el brazo de investigación de la compañía telefónica AT&T. Tras la Segunda Guerra Mundial, el físico William Shockley organizó allí un grupo dedicado a la física del estado sólido, con la idea de conmutar señales usando materiales semiconductores —sustancias como el germanio, a medio camino entre conductor y aislante— en lugar de válvulas al vacío.

El avance decisivo no lo firmó Shockley, sino dos miembros de su equipo: el teórico John Bardeen y el experimentalista Walter Brattain. El 16 de diciembre de 1947, tras meses peleándose con el comportamiento de la superficie del germanio, colocaron dos contactos de oro casi tocándose sobre un pequeño bloque de ese material, sujetos con una cuña de plástico. Al variar el voltaje en uno de los contactos, la corriente que pasaba por el otro cambiaba, amplificada hasta cien veces. Habían construido el primer transistor de punto de contacto. El 23 de diciembre se lo demostraron a los jefes del laboratorio; Shockley lo describió como «un magnífico regalo de Navidad».

¿Por qué «transistor»?

El aparato necesitaba un nombre. Se lo puso el ingeniero John R. Pierce, de la misma casa, combinando la idea de transferencia (transfer) con la de resistencia (resistor): «transistor». Bell Labs presentó el invento al mundo en una rueda de prensa en Nueva York el 30 de junio de 1948. La reacción fue tibia: los periódicos apenas le dedicaron unas líneas, sin sospechar que aquel curioso botón de laboratorio acabaría dentro de casi todos los aparatos del planeta.

Shockley, celoso, mejora el invento

Shockley vivió mal quedar fuera del descubrimiento clave. Encerrado a trabajar durante semanas, ideó un diseño más robusto y fácil de fabricar: el transistor de unión, un sándwich de tres capas de semiconductor en lugar de los delicados contactos de oro. Era mucho más práctico para producir en serie y se convirtió en la base de casi toda la electrónica que vino después.

El trabajo valió a los tres el Premio Nobel de Física de 1956. Pero las tensiones personales rompieron al equipo: Bardeen y Brattain apenas volvieron a trabajar con Shockley. Bardeen se marchó y años después ganaría un segundo Nobel de Física, por la teoría de la superconductividad, hazaña única en la historia del premio.

Del germanio al silicio

Los primeros transistores eran de germanio, un material que funcionaba pero se portaba mal con el calor. El salto llegó con el silicio, mucho más abundante —es, básicamente, arena purificada— y estable a temperaturas altas. En 1954, Gordon Teal, en Texas Instruments, presentó el primer transistor de silicio comercial y anunció, para asombro de sus colegas, que ya estaban en producción. El silicio se volvería el material sagrado de la electrónica, hasta dar nombre a un valle entero de California.

Ese mismo año, el transistor salió del laboratorio y llegó al bolsillo del público con la Regency TR-1, la primera radio de transistores del mundo: cuatro transistores, un tamaño que cabía en la mano y unas 150.000 unidades vendidas. Por primera vez, la música te acompañaba a la calle. La electrónica dejaba de ser un mueble para convertirse en algo portátil.

El interruptor que se multiplicó por miles de millones

La verdadera revolución no fue el transistor suelto, sino la idea de meter muchos en la misma pastilla de silicio: el circuito integrado, o chip. En 1965, Gordon Moore observó que el número de transistores que cabían en un chip se duplicaba a un ritmo asombroso y regular; esa predicción, la Ley de Moore, guió a la industria durante seis décadas.

Las cifras marean. El primer microprocesador de Intel, el 4004 de 1971, tenía 2.300 transistores. Los chips más avanzados de hoy superan los 200.000 millones, con transistores tan pequeños que se miden en unos pocos nanómetros —millonésimas de milímetro—. Ese mismo interruptor invisible es el que hace funcionar desde las primeras computadoras personales hasta los procesadores modernos como RISC-V y las tarjetas gráficas que entrenan la inteligencia artificial.

Es un final vertiginoso para un invento que empezó como dos contactos de oro sobre un trozo de germanio, en un laboratorio, la semana de Navidad de 1947. El transistor no encendió luces ni movió motores: se limitó a decir «sí» o «no», encendido o apagado, miles de millones de veces por segundo. Con ese gesto minúsculo, repetido hasta el infinito, construyó el mundo digital entero.

Referencias

1. «1947: Invention of the Point-Contact Transistor», The Silicon Engine — Computer History Museum. computerhistory.org
2. «1954: Silicon Transistors Offer Superior Operating Characteristics», Computer History Museum. computerhistory.org
3. «Regency TR-1», Wikipedia. en.wikipedia.org
4. «Moore's law», Wikipedia. en.wikipedia.org

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