NANOELECTRÓNICAY

CIRCUITOS INTEGRADOS

Tema 5

NANOELECTRÓNICA Y CIRCUITOS INTEGRADOS

•Sistemas electrónicos.

•Semiconductores.

•Dispositivos.

•Circuitos y circuitos integrados.

•Tecnología .

NANOELECTRÓNICA Y CIRCUITOS INTEGRADOS

•Sistemas electrónicos.

•Semiconductores.

•Dispositivos.

•Circuitos y circuitos integrados.

•Tecnología .

El primer transistor

AT&T Bell Laboratories, 1947Premio Nobel 1956

ENIAC, 194618000 tubos de vacío30 Tm, 150 kW

El primer Circuito IntegradoTexas Instruments, 1958

Jack Kilby,Texas InstrumentsPremio Nobel 2000

Sistemas electrónicos

Sistemas electrónicos

¿Evolución o revolución?

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 circuitoEl control de la corriente se realiza con

DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

• Funcionalidad

• Rapidez

• Portabilidad

• Conectividad

Los sistemas electrónicos hoy requieren

Sistemas electrónicos

¿Evolución o revolución?

¿Cuál es el corazón de estos sistemas?

¡Los circuitos integrados!

(chips)

Circuitos impresos

Circuitos Integrados

Por ejemplo: microprocesadores

, memorias, amplificadores,

etc.

pero…

¿qué tienen

dentro los

circuitos

integrados?

Del microprocesador al transistor

¿Evolución o revolución?

70 nm

140 nm

El Transistor

2 centímetros

¡¡Miles demillones de

transistores!!

Oblea de silicio

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•Sistemas electrónicos.

•Semiconductores.

•Dispositivos.

•Circuitos y circuitos integrados.

•Tecnología .

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

SEMICONDUCTORES

Método Czochralski de crecimiento del lingote.

1.414 ºC

aSemiconduct

orIII-V

SEMICONDUCTORES

Hay, también, Semiconductores policristalinos y amorfos

SEMICONDUCTORES

 mmmmmmmmnnnnnnn..

SEMICONDUCTORES

Impurificación

Silicio tipo N

Silicio tipo P

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•Tecnología .

DISPOSITIVOS

Unión P-N

Video

DISPOSITIVOS

Transistor Bipolar

Video

Video

DISPOSITIVOS

MOSFET

El transistor MOSFET como interruptor

Voltaje de puerta (G) : control de la corriente que circula entre drenador y fuente

¿Cómo funciona un transistor?

¿Evolución o revolución?

OFF

G (V<VT)

S D

G (V>VT)

ON

S D

VT: tensión umbral del transistor

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•Semiconductores.

•Dispositivos.

•Circuitos y circuitos integrados.

•Tecnología.

AO mA741

 

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40K

R6

R7

22

22

Ajuste externo de offset

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CIRCUITOS

Transistores de los años 80Un millón de transistores por chip

Punta de bolígrafo

y subiendo…

10 Millones de transistores en 1 mm2…

2006

Año

Cap

acid

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en k

ilo

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po

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página

libro

memoria humanaDNA humano

2µm

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•Circuitos y circuitos integrados.

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DISPOSITIVOS

MOSFET