Tema 5 NANOELECTRÓNICA Y CIRCUITOS INTEGRADOS

NANOELECTRÓNICA Y CIRCUITOS INTEGRADOS Sistemas electrónicos. Semiconductores. Dispositivos. Circuitos y circuitos integrados. Tecnología .

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Sistemas electrónicos ENIAC, 1946 18000 tubos de vacío 30 Tm, 150 kW El primer Circuito Integrado Texas Instruments, 1958 Jack Kilby, Texas Instruments Premio Nobel 2000 El primer transistor AT&T Bell Laboratories, 1947 Premio Nobel 1956

¿Evolución o revolución? Sistemas electrónicos Los sistemas electrónicos son circuitos eléctricos en los que es posible el control de la corriente que circula por ellos. Esta corriente variable transporta la información que es procesada por el circuito El control de la corriente se realiza con DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

¡Los circuitos integrados! (chips) ¿Evolución o revolución? Sistemas electrónicos Los sistemas electrónicos hoy requieren Funcionalidad Rapidez Portabilidad Conectividad ¿Cuál es el corazón de estos sistemas? ¡Los circuitos integrados! (chips)

Por ejemplo: microprocesadores, memorias, amplificadores, etc. pero… ¿qué tienen dentro los circuitos integrados? Por ejemplo: microprocesadores, memorias, amplificadores, etc. Circuitos Integrados Circuitos impresos

¿Evolución o revolución? Del microprocesador al transistor Oblea de silicio 2 centímetros ¡¡Miles de millones de transistores!! 70 nm 140 nm El Transistor

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SEMICONDUCTORES Los materiales activos usados en las aplicaciones habituales son los SEMICONDUCTORES. Los semiconductores, como su nombre indica, tienen una conductividad media entre los conductores y los aislantes. En ellos es fácil modificar su conductancia y/o su “geometría conductora”. El más importante es el Silicio, no tanto por sus propiedades “electrónicas”, que también, como por sus facilidades tecnológicas de proceso y los factores económicos asociados a su Tecnología.

SEMICONDUCTORES

Método Czochralski de crecimiento del lingote. SEMICONDUCTORES 1.414 ºC Método Czochralski de crecimiento del lingote.

Hay, también, Semiconductores policristalinos y amorfos III-V Hay, también, Semiconductores policristalinos y amorfos

SEMICONDUCTORES  mmmmmmmmnnnnnnn..

SEMICONDUCTORES Impurificación Silicio tipo P Silicio tipo N

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DISPOSITIVOS Unión P-N Video

DISPOSITIVOS Transistor Bipolar Video Video

DISPOSITIVOS MOSFET

¿Evolución o revolución? ¿Cómo funciona un transistor? El transistor MOSFET como interruptor ¿Cómo funciona un transistor? Voltaje de puerta (G) : control de la corriente que circula entre drenador y fuente OFF G (V<VT) S D G (V>VT) ON S D VT: tensión umbral del transistor

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CIRCUITOS   AO mA741

Transistores de los años 80 Un millón de transistores por chip

10 Millones de transistores en 1 mm2… 2006 Punta de bolígrafo y subiendo… 10 Millones de transistores en 1 mm2…

Capacidad en kilobit por chip Año Capacidad en kilobit por chip página libro memoria humana DNA humano 2µm

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DISPOSITIVOS MOSFET