A PEÇA que ENCOLHEU o COMPUTADOR! #SagaDosComputadores Ep. 5

e hoje na nossa Saga dos computadores a gente vai entender o que é um transistor e descobri como é que um componente eletrônico minúsculo com esse revolucionou a computação [Música] cá que é [Música] [Música] um Chegamos nos anos 50 acabou a Segunda Guerra e agora Estados Unidos e União Soviética tão numa disputa política e tecnológica trazer quem é a maior potência Global esse período ficou conhecido como guerra fria não era exatamente uma guerra declarada mas era uma disputa em que um ficava escutando o peito para o outro se mostrando como se tivesse dizendo olha só

que o meu seu pão dá uma olhada no meu super aviões essas seus brinquedinhos são patéticos nós somos a união das repúblicas socialistas soviéticas Nossa extensão e destrutivas quem você tá chamando de patético nós temos mais prêmios nomes que vocês nós temos strogonoff e qual o melhor jeito de se mostrar senão uma corrida espacial em 1957 a União Soviética lança o Sputnik foi o primeiro satélite artificial da história e aí começou uma corrida ferrenha para ver quem chegava a primeiro e ia mais longe no espaço e nessa corrida tecnológica que eu não sei nem falar

que os computadores eram fundamentais Como calcular a órbita calcular o dinâmica de aviões e trajetórias de mísseis e muito mais só que nessa época os computadores funcionavam usando válvulas que que eram boas mas tinha Olá os seus problemas elas eram grande ocupavam muito espaço Por isso computadores eram gigantescos e elas ainda esquentavam já tava muita energia e ele então mente queimar eles davam alguma coisa menor e mais confiável os transistores que foram inventados por três caras que trabalhavam na Bell Labs esse Bel não é qualquer deu não é de Alexander Graham Bell O cara que

inventou o telefone inclusive criou então tocou o telefone bem agora tenho que ninguém tem esse número aqui Mateus pode pode cortar em Alô Paulo e aí cara tudo joia não pode falar tempo não dá para colocar o comerciante a loira tá junto doente viu o que você acha que legal a gente falar dessa vez tem alguém com papel por favor a lua é uma plataforma online com milhares de milhares não é isso aí a mãe tá atenção de vídeo para ele a ligação tá meio ruim esse telefone velho cara fermentação de pão Natura fermentação de

pão atroz mesmo a programação de rede neural centro de dados é esse Eu acho bacana fala que o link está na descrição não eu vou falar Pode deixar o link na descrição Não tranquilo tranquilo deixa com a gente cada vez a gente inventa um jeito diferente de falar tá ficando muito legal valeu abraço cara voltando para o Bell Labs era uma empresa focada em desenvolver Tecnologias para comunicação e os pesquisadores de lá mas descobriram coisas que você nem imagina uma montanha de coisa que eu preciso de uma lista aqui para dar alguns exemplos olha só

os caras fizeram primeiro raio laser painel solar primeira transmissão de TV de longa distância a primeira detecção de ondas de rádio e de micro-ondas que vieram do espaço telefonia celular e provavelmente a inventou mais importante de todas foi o transistor em 1947 e o pena acabou de me avisar que ele tinha esquecido de colocar e também fizeram o primeiro satélite de comunicação da história vocês terem uma ideia a invenção do transístor foi tão importante que rendeu um prêmio Nobel para os inventores João Bordin William shockley water batem mas para entender os transistores a gente tem

que voltar um pouco atrás e fala nos semicondutores a gente conhece já os metais ouro prata cobre e ferro que são ótimos condutores de eletricidade e o que ele tem elétrons livres que consegue se movimentar entre os seus átomos imagine então que isso aqui é um pedaço de cobre e esses aqui são os elétrons livres do cobre os elétrons estão bem longe do núcleo então eles conseguem se movimentar bem então quando você coloca esse pedaço de cobre um circuito elétrico que vai ter um lado negativo e outros o positivo e O negativo a gente vai

estar cheio de elétrons e do lado positivo a gente vai ter alguma coisa atraindo os elétrons Então esse elétron já quer pular para cá esse vem para cá esse vem para cá o do lado negativo tem uma pressão para lá também já vem eles vão caminhando sempre um metro e empurrando o outro ele não conseguem dar um salto muito grande mas vão andando aos poucos e vão conduzindo a corrente elétrica mas a gente também conhece os isolantes com o plástico vidro madeira esses materiais não tem elétrons livres Então imagina a mesma situação só que aqui

a gente tem um pedaço de madeira que realmente é um pedaço de madeira né a madeira não tem que elétrons livres Então os elétrons do negativo eles querem ir para o positivo mas eles não conseguem dar esse salto mesmo que a gente tem muitos elétrons elétrons sejam muito agitados aqui é muito difícil eles virem direto para cá isso pode até acontecer tá um raio por exemplo é uma situação em que a gente tem uma carga positiva uma carga negativa a lei querendo muito uma chegar perto da outra EA elas rompem essa Barreira do ar que

é a princípio um isolante na vida real qualquer isolante pode virar um condutor dependendo da tensão elétrica dependendo de Quantos Volts você tem ali só tem alguns materiais que podem ser Condutores ou isolantes aí eles vão ter elétrons livres dependendo a temperatura quanto mais a temperatura mais elétrons livres eles têm melhores conduzem eletricidade material semicondutor mais conhecido é o silêncio que está no número 14 da Tabela Periódica e significa que ele tem 14 elétrons dá para gente representar assim você vai ver que tem alguns elétrons estão mais próximos do núcleo esses elétrons ele não se

soltam tá eles ficam sempre ali perto do núcleo a gente tem outros quatro que ficam mais perto da borda esse sim dependendo da situação podem virar elétrons livres a gente inclusive pode representar o silêncio só com os elétrons que ficam na camada mais externa a gente chama esses quatro elétrons aqui de elétrons de Valencia o que acontece a gente colocar um átomo Silêncio do lado do outro eles vão formar uma estrutura mais ou menos assim que a gente vai ter esses elétrons que ficam aqui juntinho um do outro em parzinho esses elétrons formam uma ligação

muito forte não esquece de uma cola que a gente chama de ligação covalente só que como silício é um material semicondutor alguns desses elétrons podem se soltar e virar e olha esse é um bloco de silício e os elétrons a princípio estão presos mas na temperatura ambiente já tem um elétron um outro que se solta e começa a passear lá só que olha só ficou uma lacuna aqui esse repente aparece algum outro elétron ele pode cair nessa lacuna e ficar preso mas que coisa mais confusa qual a utilidade desses elétrons dessas lacunas para que que

serve isso estavam tentando inventar alguma coisa que pudesse conduzir energia elétrica com tá ligado de um jeito e não conduzir quando Tivesse ligado de outro mas agora a gente vai chegar na explicação final e tudo vai fazer sentido confiança cientistas perceberam que esse semicondutores tinham a propriedade de gerar elétrons e lacunas Eles resolveram dar uma potencializada nesse feito e começaram a do pai esses materiais Como assim do par tava andando drogas para o silêncio não eram droga 01 elementos químicos diferentes como fósforo por exemplo olha só o fósforo tem 5 elétrons na última camada então

eles pegavam bloco de silício e colocavam eu posso luz no meio fósforo se encaixa perfeitinho aqui no bloco do Silêncio só tem uma diferença que ele tem um elétron mais e esse elétron mais não consegue se emparelhar com os outros eles ficam sobrando Então a gente tem alguns elétrons livres dessa vez outra coisa que eles fizeram foi dopar o bloco de silício com alumínio ou alumínio só tem 3 elétrons na última camada e quando a gente coloca aqui no bloco você pode ver que ficam algumas lacunas Então dessa vez a gente tem lacunas e quase

não tem elétrons livres Então esse aqui é um bloco que foi dopado com fósforo ele tem elétrons livres e quase não tem lacunas então ele é um bom condutor o bloco dopado com alumínio é diferente ele tem lacunas e quase não tem elétrons livres mas tá enrolando que você faz com esses blocos a gente junta os dois Olha só quer dizer não tão violento assim né no momento em que você junta os dois você tem elétrons livres aqui lacunas esse lado esse elétron que tá mais perto da primeira lacuna ele consegue até o e preencher

essa lacuna ficar preso agora esses dois eles estão muito longe para ir daqui até lá então no final você vai ter um material de um lado tem elétrons livres número não tem nada nem elétrons livres nem lacunas e lacunas do outro lado quando a gente ligar uma bateria a situação fica um pouco diferente olha que legal aqui a gente tem vários elétrons querendo entrar no condutor então eles começam a pressionar vão mas só subir aqui do outro lado a gente tem um polo positivo que quer chamar os elétrons que puxa os elétrons Então esse que

tá nesse buraco essa lacuna pode até por lá para a próxima lacuna agora esse Eletro já ficou perto a lá com ele consegue até ela e abrir o espaço para mais elétrons entrarem aqui e esse é o mesmo tempo vai para lá e assim vai a gente começa a ter uma corrente elétrica E no fim das contas você pode perceber que o material está conduzindo eletricidade ele é um condutor nessa situação mas se a gente ligar o contrário se a gente inverter a posição do material aí é o seguinte os elétrons estão perto do Positivo

eles podem até e propositivo para e os que querem sair do negativo até consegue ocupar aqui a primeira lacuna se você tiver muita pressão desse lado quem sabe até um elétron consiga dar um salto e ocupar esta lacuna agora nessa situação o próximo elétron já não consegue por lá tudo isso e até lá a gente precisaria de elétrons livres aqui no meio que a gente não tem tão nessa hora não dá mais para ter corrente elétrica o material isolante o mesmo material que na outra posição era condutor agora tá isolante e isso que eu acabei

de mostrar meus queridos é exatamente um diodo um componente eletrônico que só deixa a corrente elétrica passar num sentido na prática olha só que eu tenho LED o terminal negativo dele já está conectado o positivo ainda não eu vou fazer a conexão usando um diodo E aí você pode ver que o LED não ligou tá olha só bem o sentido do diodo essa parte prata tá virada para lá agora eu vou inverter usando o mesmo componente Exatamente no mesmo lugar só inverte o sentido eu desligo E aí Cumpri a promessa Deu para entender de verdade

como funciona o semicondutor Deu para entender mas eu achei que você explicar o transistor não de outros primeiro apareceu diodo que já era usado para fazer rádios e depois os caras da Bell Labs tiveram a ideia de juntar Três blocos de semicondutores desse jeito olha no meio ficar material com as lacunas e nas pontas o material com elétrons livres e aí você já sabe vai acontecer esses dois elétrons estão do lado da lacunas vão preencher as lacunas e esses elétrons aqui não tem capacidade de 10 saltos para preencher a lacuna então material se estabiliza a

gente ligar isso no circuito elétrico vamos ver o que acontece pula negativo a gente vai ter aquela pressão de repente alguma elétron consegue até subir aqui tal mas não dá para dar um salto para cá para essa largura muito menos que o positivo esse elétron que tá perto o positivo até vai querer sair mas ele tá na lacuna ele tá quase indo na prática a gente tem um material que ainda é isolante eu não lembro aqui transistor tem três terminais em três perninhas tá faltando uma aqui né Vamos colocar Então imagina que eu cheguei com

o terminal positivo aqui muda bastante essa configuração esse elétron construiu a sendo atraído para cá porque esse aqui tá puxando mais mas olha só que legal esse elétron já vai querer vir para essa lacuna abrir o espaço para esse ocupar esta lacuna aqui esses elétrons abrir um espaço para mais um só que como a gente tem um positivo aqui para ajudar lacuna que tem um elétron esse elétron site nessa saída ele pode dar um totózinho nesse outro elétron porque negativo perde Negativo você sabe que ele se afasta e esse elétron vem para cá e você

percebeu que a gente começou a ter um fluxo de elétrons né esses vem para essa lacuna a gente tem pressão aqui então os elétrons chegam depois esse elétron de repente ele vai para lá ou vem para cá veio para cá e assim vai a gente vai começar a ter uma corrente elétrica os elétrons estão fluindo Resumindo no fim das contas você vai ter um componente eletrônico tem três pernas e não se comunica com essa não passa energia de uma para outra mas quando você joga energia na do Meio começa a passar energia quanto mais energia

se jogada do Meio mais energia vai passar entre as duas vamos ver então rapidinho na prática aqui a gente tem um LED que para se alimentado a energia precisa passar pelo transistor então aqui eu vou ter o fio do Meio transistor não tá ligado a nada energia não passa se eu ligar no negativo energia também não passa Master Liga no Positivo libera energia por LED o fim das contas então eu trânsito eu conseguia fazer muito bem o que o relé e a válvula faziam só que aqui na minha mão se já começa a perceber a

diferença de tamanho entre eles e mais o transistor queimava muito menos que a volta uns primeiros computadores transistorizados foi criado sabe por quem pela Bell Labs em 1954 Ele se chamava trade transistor digital com filtro que era um computador conceito que era mais para testar a tecnologia ele tinha só 684 transistores e 10 mil e a todos mas mesmo assim conseguiu fazer um milhão de operações lógicas por segundo era quase a mesma velocidade dos computadores valvulados da época que eles monstrengos só que o trânsito alisado cabia dentro do armário Esse foi um momento muito importante

na história da Computação porque os transistores permitiram Nascimento nos computadores de bancada como se computadores novos eram muito pequenos Eles já cabiam por exemplo dentro de um avião bombardeiro para você calcular a trajetória da bomba no momento em que avião soltava e mais nas naves espaciais sempre um computador de bordo transistorizado que fazer os cálculos da cápsula Gemini os americanos fizeram a sua primeira caminhada espacial mas para nave que iria para a lua Apollo eles precisavam de alguma coisa ainda mais poderosa menor e mais leve o que será que viria a seguir você vai vendo

o nosso próximo episódio da Saga dos computadores Não esquece deixar o joinha embaixo festival de [Aplausos] E aí