CONCEPTOS DE CONCEPTOS DE MICROELECTRONICAMICROELECTRONICA

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

MICROELECTRONICAMICROELECTRONICA

Es el conjunto de reglas, normas, requisitos, materiales y procesos que aplicados en una secuencia determinada, permite obtener como producto final un circuito integrado (dispositivos electronicos miniaturizados).

Los mas importantes son hechos de Silicio.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

MICROELECTRONICAMICROELECTRONICA

La microelectronica es la tecnologia mediante la cual se diseñan dispositivos electronicos empacados en grandes densidades en un paquete unico denominado Circuito Integrado.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

LEY DE MOORELEY DE MOORE

Gordon Moore en 1965 analizo datos de produccion de Integrados y noto que la cantidad de elementos de la tecnologia para implementabar dentro de un IC se duplicaba aproximadamente cada 18 meses. Esta tendencia se ha mantenido hasta el presente.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORES

Son el eje de la industria electronica digital moderna.

Son dispositivos electronicos de elevado grado de miniaturizacion e integracion.

Estan formados por transistores capaces de realizar diversos tipos de comportamiento.

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SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORES

Estos transistores pueden realizar diversos comportamientos:

Operaciones matematicas a gran velocidad,

Almacenamiento de informacion en forma digital,

Control de una serie de tareas.

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ELEMENTOS ELECTRONICOS: ELEMENTOS ELECTRONICOS: EL TRANSISTOREL TRANSISTOR

El transistor tiene 3 partes: EMISOR: que emite electrones,COLECTOR: que recibe o colecta

electrones,BASE: es la que modula o permite el paso

de los electrones.

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ELEMENTOS ELECTRONICOS: ELEMENTOS ELECTRONICOS: EL TRANSISTOREL TRANSISTOR

Una pequeña señal electrica aplicada entre la base y el emisor modula la corriente que circula entre emisor y colector.

La señal base-emisor es muy pequeña en relacion con la emisor-colector.

La señal emisor-colector es la misma que la señal base-emisor pero amplificada.

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ELEMENTOS ELECTRONICOS: ELEMENTOS ELECTRONICOS: EL TRANSISTOREL TRANSISTOR

El transistor puede usarse entonces como AMPLIFICADOR.

Tambien puede emplearse como OSCILADOR.

Otro uso del transistor es la de INTERRUPTOR ELECTRONICO (ON-OFF) controlado por corriente de la base.

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ELEMENTOS ELECTRONICOS:ELEMENTOS ELECTRONICOS:EL MOSFETEL MOSFET

El MOSFET(Transistor de efecto de campo de Metal Oxido Semiconductor) es el dispositivo mas usado en microelectronica.

Esencialmente es un interruptor que se activa por medio del voltaje aplicado en uno de sus terminales (GATE).

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

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ELEMENTOS ELECTRONICOS:ELEMENTOS ELECTRONICOS:EL MOSFETEL MOSFET

Tiene 3 terminales:GATE (Puerta): es el terminal que

controla por medio de tension aplicada en el, la corriente de electrones entre los otros dos terminales: Source(fuente), DRAIN (drenador).

SOURCE(Fuente): es el terminal origen de la corriente de electrones.

DRAIN (Drenador): es el terminal destino de la corriente de electrones.

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ELEMENTOS ELECTRONICOS:ELEMENTOS ELECTRONICOS:CMOSCMOS

Metal Oxido Semiconductor Complementario.

Existen basicamente dos tipos de MOSFET’s, una de los cuales se activa con un voltaje por encima de un cierto valor y otro por debajo de este voltaje: actuan complementariamente.

O sea cuando uno esta cerrado el otro esta abierto .

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ELEMENTOS ELECTRONICOS:ELEMENTOS ELECTRONICOS:CMOSCMOS

De esta forma es posible realizar operaciones logicas sin tener una derivacion directa entre fuente y tierra evitando la corriente continua.

Ninguna otra familia logica lo puede realizar.Esto hace posible realizar Circuitos

Integrados con gran densidad de transistores pudiendo implementarse microprocesadores bastante especializados.

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DEFINICIONES BASICASDEFINICIONES BASICAS

DENSIDAD DE COMPONENTES: Numero de componentes dentro de un integrado.

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DEFINICIONES BASICASDEFINICIONES BASICAS

VELOCIDAD DE OPERACIONES BASICAS: Retardo minimo por componente elemental del circuito. Actualmente esta en el rango de 1 a 2 nanosegundos (10e-9 segundos)

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DEFINICIONES BASICASDEFINICIONES BASICAS

DISIPACION DE POTENCIA: Se genera debido al aumento de la densidad de componentes por integrado.

Debido a esto se han generado todo una tecnologia para el empaque de los circuitos integrados que permite el manejo adecuado y economico de la disipacion de potencia.

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CLASIFICACION CLASIFICACION

SEGÚN SU FUNCION:DIGITALES: Circuitos logicos, memorias,

micropocesadores.ANALOGICOS.

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CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA DE INTEGRACIONDE INTEGRACION

PEQUEÑA ESCALA DE INTEGRACION (SSI): Comprende todos los integrados con menos de 10 compuertas: Compuertas logicas.

MEDIANA ESCALA DE INTEGRACION (MSI): Comprende todos los integrados cuyo nuemro de puertas esta entre 10 y 100: Sumadores, comparadores, codificadores, decodificadores, multiplexores.

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CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA DE INTEGRACIONDE INTEGRACION

GRAN ESCALA DE INTEGRACION (LSI): Comprende los integrados que contienen entre 100 y 1000 compuertas.

Estos integrados realizan una funcion completa: Operaciones basicas de calculadoras o almacenamiento de gran cantidad de bits.

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CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA DE INTEGRACIONDE INTEGRACION

GRAN ESCALA DE INTEGRACION (LSI): La aparicion de los circuitos LSI dio lugar a la implementacion del MICRORPOCESADOR.

Los primeros funcionaban con 4 bits (1971) y estaban formados por 2300 transistores.

En 1974 se implementaron microprocesadores de 8 bits formados hasta por 8000 transistores.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA DE INTEGRACIONDE INTEGRACION

MUY ALTA ESCALA DE INTEGRACION (VLSI): Comprende los integrados que contienen entre 1000 y 10,000 compuertas.

Consolidan definitivamente la industria de los integrados y desplazan definitivamente la tecnologia de los componentes aislados dando lugar a la era de la miniaturizacion de los equipos.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA CLASIFICACION SEGÚN LA ESCALA DE INTEGRACIONDE INTEGRACION

ULTRA ALTA ESCALA DE INTEGRACION(ULSI): Comprende los integrados de mas de 10,000 compuertas.

Es la tecnologia que implementa los actuales microprocesadores .

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

CLASIFICACION SEGÚN EL TIPOS CLASIFICACION SEGÚN EL TIPOS DE TRANSISTOR UTILIZADODE TRANSISTOR UTILIZADO

BIPOLAR: Tienen dos tipos de cargas moviles

UNIPOLAR (MOS): Tienen solo un tipo de material sin uniones rectificadoras y un solo tipo de carga.

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MATERIALES USADOS EN LA MATERIALES USADOS EN LA FABRICACION FABRICACION

SILICIO: En su forma pura es un material brillante, oscuro que es un semiconductor intrinseco.

Se utiliza cristalizado para hacer transistores y Circuitos integrados.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

MATERIALES USADOS EN LA MATERIALES USADOS EN LA FABRICACION FABRICACION

GERMANIO: Se usa tambien en semiconductores y transistores.

En forma de monocristales se usa en la fabricacion de elementos opticos (lentes, prismas, etc) para espectroscopia infraroja: Espectroscopios, detectores infrarojos.

Su alto indice de refraccion lo hace util para la fabricacion de lentes gran angular de camaras fotograficas y objetivos de microscopio.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO

MATERIALES USADOS EN LA MATERIALES USADOS EN LA FABRICACION FABRICACION

ARSENIURO DE GALIO: Se usa en semiconductores.

Comparado con el Silicio es caro y fragil, pero conduce la electricidad mucho mejor que el silicio y emite luz.

Ing. JULIO GONZALEZ PRADO