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ÉLECTRONIQUE INDUSTRIE

Évolution des composants

Cependant, il ne suffisait pas d'avoir énoncé les grandes lois de l'électromagnétisme et d'avoir obtenu des liaisons à relativement courte distance ; il fallait disposer des organes (composants) capables, à court terme, d'émettre des puissances élevées et d'améliorer la sensibilité des récepteurs, et, à plus long terme, de manipuler et de filtrer les signaux reçus.

Plusieurs découvertes essentielles ont lieu au début du xxe siècle, qui apportent les outils nécessaires : la triode, inventée en 1906 par Lee De Forest, sera, jusqu'à l'invention du transistor, l'organe essentiel de l'électronique ; elle est encore utilisée aujourd'hui dans certains émetteurs de très grande puissance (souvent sous la forme de tétrode).

Les tubes électroniques du type triode (notamment la pentode) ont été longtemps les seuls dispositifs « actifs » utilisés en circuiterie électronique. Ils étaient devenus « miniatures » (une dizaine de cm3) dans les années 1940, puis « subminiatures » dans les années 1950 (quelques cm3), puis enfin « ultraminiatures » (environ 1 cm3). Cette évolution sera stoppée par l'arrivée massive des transistors et circuits intégrés.

Le premier magnétron est réalisé par Albert Wallace Hull (1880-1966) en 1924 et perfectionné par les Français Maurice Ponte (1902-1983) et Henri Gutton entre 1934 et 1939 ; il contribuera à améliorer les radars d'une manière décisive lors de la Seconde Guerre mondiale, car il était capable de produire des puissances élevées à des longueurs d'onde décimétriques et centimétriques. Le magnétron est aujourd'hui le composant essentiel des fours à micro-ondes.

Le klystron, qui est chronologiquement le deuxième type de tubes générateurs ou amplificateurs de micro-ondes, est inventé en 1936 (en même temps donc que les magnétrons modernes) par G. F. Metcalf et W. C. Hahn. Il s'agit du premier des tubes dits à modulation de vitesse, ou tubes O, dans lesquels l'énergie électrique donne aux électrons une énergie cinétique qui se transforme en énergie électromagnétique, alors que dans les tubes M tels que le magnétron, l'énergie électrique communique aux électrons de l'énergie potentielle, laquelle est transformée en énergie électromagnétique. Le klystron est encore très largement utilisé dans les radars, les faisceaux hertziens, les accélérateurs de particules, les lasers à électrons libres, les synchrotrons, etc.

Parmi les autres tubes O descendant du klystron, on trouve les tubes à onde progressive (T.O.P.), qui équipent nombre de radars et de satellites, et parmi les tubes M, les tubes amplificateurs à champs croisés qui équipent des radars militaires.

Le Japonais Yagi Hidetsugu, évoqué plus haut à propos des antennes (notamment de télévision), avait par ailleurs travaillé immédiatement après Hull sur le magnétron.

John Bardeen - crédits : Keystone/ Getty Images

John Bardeen

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Cela étant, l'informatique n'aurait connu qu'un développement notable, sans plus, les téléphones mobiles n'auraient connu aucun succès et l'ensemble de l'industrie électronique n'aurait pas connu l'omniprésence qui la caractérise si l'on n'avait pas inventé le transistor planar et le circuit intégré au silicium. Le transistor (M.O.S., métal oxyde semiconducteur, le plus utilisé aujourd'hui) avait bien été breveté en 1928 par l'Allemand (plus tard Américain) Julius Edgar Lilienfeld (1881-1963) de l'université de Leipzig, mais les techniques de traitement des matériaux de l'époque ne permettaient pas d'obtenir de bons résultats pratiques. Or, au cours de la Seconde Guerre mondiale, on utilisa des cristaux mélangeurs en silicium, et l'on constata que certains conduisaient dans un sens et d'autres dans l'autre, parce que les impuretés étaient différentes (silicium dopé + ou dopé –). Les recherches[...]

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  • : ancien directeur technique général de Thomson et de Thomson-C.S.F. (aujourd'hui Thales)

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