SEMICONDUCTORES Y SEMICONDUCTORES Y CIRCUITOS INTEGRADOSCIRCUITOS INTEGRADOS

¿QUÉ ES UN ¿QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR?SEMICONDUCTOR?

Elemento que se comporta como Elemento que se comporta como conductor o como aislante dependiendo conductor o como aislante dependiendo de las condiciones en las que se de las condiciones en las que se encuentre.encuentre.

El numero de electrones libres de un El numero de electrones libres de un semiconductor depende de los siguientes semiconductor depende de los siguientes factores: Calor, luz, campos eléctricos y factores: Calor, luz, campos eléctricos y magneticos.magneticos.

ESTRUCTURA DE UN ESTRUCTURA DE UN SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR

Los semiconductores son elementos quew Los semiconductores son elementos quew tienen en su ultimo orbital entre 2 y 6 tienen en su ultimo orbital entre 2 y 6 electrones de valencia.electrones de valencia.

Los semiconductores están formados por Los semiconductores están formados por arreglos ordenados cristalinos de átomos arreglos ordenados cristalinos de átomos en los cuales los vecinos mas cercanos en los cuales los vecinos mas cercanos estan unidos por enlaces covalentesestan unidos por enlaces covalentes

BANDAS DE ENERGIA DE UN BANDAS DE ENERGIA DE UN SEMICONDUTORSEMICONDUTOR

A temperaturas mas A temperaturas mas altas algunos de los altas algunos de los electrones de la electrones de la banda de valencia banda de valencia rompen sus enlaces rompen sus enlaces y saltan espontánea y saltan espontánea mente hacia la banda mente hacia la banda de conducciónde conducción

Electrones exitados térmicamente

Huecos formados por los electrones

CIRCUITOS INTEGRADOS (CI)CIRCUITOS INTEGRADOS (CI)

Qué es un CI?Qué es un CI?

Es un circuito electrónico o dispositivo que Es un circuito electrónico o dispositivo que aloja e interconecta circuitos o subsistemas aloja e interconecta circuitos o subsistemas completos, está formado por Condensadores, completos, está formado por Condensadores, resistencias, transistores, diodos, etc, que resistencias, transistores, diodos, etc, que realizan funciones complejas y variadas, está realizan funciones complejas y variadas, está hecho sobre un único Chip (Placa pequeña -1 hecho sobre un único Chip (Placa pequeña -1 cmcm2-2- ) de Silicio. ) de Silicio.

Los CI son actualmente los componentes más Los CI son actualmente los componentes más importantes de la electrónica modernaimportantes de la electrónica moderna

HISTORIAHISTORIA

El primero que tuvo la idea de fabricar El primero que tuvo la idea de fabricar circuitos integrados fue JACK KILBY circuitos integrados fue JACK KILBY cuando trabajaba para la Texas cuando trabajaba para la Texas Instruments en 1958.Instruments en 1958.

En julio de 1958, escribió en su libro de En julio de 1958, escribió en su libro de notas: "La miniaturización extrema de notas: "La miniaturización extrema de varios circuitos electrónicos puede varios circuitos electrónicos puede realizarse fabricando resistencias, realizarse fabricando resistencias, condensadores, transistores y diodos condensadores, transistores y diodos sobre una misma oblea de silicio".sobre una misma oblea de silicio".

Primer Circuito Integrado Primer Circuito Integrado

MICROPROCESADORMICROPROCESADOR

La finalidad de cualquier circuito es La finalidad de cualquier circuito es controlar y manipular corrientes de controlar y manipular corrientes de electrones de una manera preestablecida electrones de una manera preestablecida

Los CI reciben, procesan y entregan Los CI reciben, procesan y entregan SEÑALES (Voltajes o corrientes)SEÑALES (Voltajes o corrientes)

Los CI pueden ser de diversos tipos según Los CI pueden ser de diversos tipos según la función para la cual han sido diseñados.la función para la cual han sido diseñados.

TIPOS DE CITIPOS DE CI

Según: Según: Función específicaFunción específicaGrado de complejidad o numero de Grado de complejidad o numero de

componentes realizadas por el chip componentes realizadas por el chip Tipo de señales que manejanTipo de señales que manejanTecnología de fabricación Tecnología de fabricación

TIPOS DE CITIPOS DE CINOMBRE NOMBRE CODCOD COMPONENTESCOMPONENTES

POR CHIPPOR CHIPEJEMPLOEJEMPLO

PEQUEÑA PEQUEÑA ESCALAESCALA

SSISSI MENOS DE 100MENOS DE 100 Reguladores, Reguladores, amplificadores, amplificadores,

compuertas, compuertas, flipflops (entrada-flipflops (entrada-

salida), salida), contadores, etc. contadores, etc.

MEDIANA MEDIANA ESCALAESCALA

MSIMSI 100 – 1000100 – 1000

ALTA ALTA ESCALAESCALA

LSILSI 1000 – 1000001000 – 100000 Se diseñan para Se diseñan para realizar tareas realizar tareas

muy especificas muy especificas y especializadas. y especializadas.

P,ej. P,ej. Microcomputador, Microcomputador, microcontrolador microcontrolador

MUY ALTA MUY ALTA ESCALAESCALA

VLSIVLSI MAS DE 100000MAS DE 100000

De acuerdo al tipo de señales que manejan De acuerdo al tipo de señales que manejan los CI pueden ser:los CI pueden ser:

Análogicos: Pueden adoptar un número Análogicos: Pueden adoptar un número infinito de valores entre un mínimo y un infinito de valores entre un mínimo y un máximo (Reguladores de voltaje, máximo (Reguladores de voltaje, amplificadores, filtros)amplificadores, filtros)

Digitales: Trabajan con señales binarias, Digitales: Trabajan con señales binarias, es decir solo adoptan uno de dos valores es decir solo adoptan uno de dos valores posibles. posibles.

Algunos son Análogicos/Digitales (A/D)Algunos son Análogicos/Digitales (A/D)

Los CI, se encierran en una cápsula Los CI, se encierran en una cápsula plástica o cerámica que contiene los pines plástica o cerámica que contiene los pines de acceso a través de los cuales el chip de acceso a través de los cuales el chip se comunica con el mundo exterior. se comunica con el mundo exterior.

Las cápsula plásticas son más livianas Las cápsula plásticas son más livianas pero las cápsulas cerámicas son más pero las cápsulas cerámicas son más resistentes y pueden trabajar a más altas resistentes y pueden trabajar a más altas temperaturas. temperaturas.

Ventajas de CIVentajas de CI

PequeñosPequeñosCompactosCompactosLivianosLivianosEconómicos Económicos Fácil usoFácil usoPermite realizar sistemas modularesPermite realizar sistemas modularesSimplifican la tarea de diseño y Simplifican la tarea de diseño y

construcción de proyectos electrónicosconstrucción de proyectos electrónicos

Desventajas de CI Desventajas de CI

Limitación de niveles de potencia y voltaje Limitación de niveles de potencia y voltaje No es posible integrar otros componentes No es posible integrar otros componentes

de un circuito electrónicode un circuito electrónicoDisipación de calorDisipación de calor