Circuitos integrados profesor juan carlos torres

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  • 1. CIRCUITOS INTEGRADOS OSCAR ANDRES COLLAZOS RAMIREZ PROFESOR: JUAN CARLOS TORRES WEISNER ESCUELA DE AVIACION Y TURISMO INTERNACIONAL TECNICO EN LINEA DE AVIONES CALI- VALLE DEL CAUCA2012
  • 2. PAG1..INTRODUCCION ………………………………………………………………………….12. APLICACIONES……………………………………………………………………………13. INVENTOR………………………………………………………………………………….14. VENTAJAS………………………………………………………………………………….15. INCONVENIENTES………………………………………………………………………..25.1 DISIPAC ION DE LA POTENCIA5.2 CAPACIDADESY AUTOINDUCCIONES PARASITAS5.3 LIMITES EN LOS COMPONENTES5.4 DENSIDAD DE INTEGRACION………………………………………………………...2-36. TIPOS………………………………………………………………………………………..37. CLASIFICACION……………………………………………………………………………38. FABRICACION………………………………………………………………………………49. CONCLUSIONES……………………………………………………………………………510. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………..6
  • 3. 1.INTRODUCCION: En esta investigación vamos a poder ver que es un circuitointegrado, de que esta compuesto , como los hacen, sus aplicaciones, las ventajas obeneficios que han traido a nuestras vidas.Además veremos como han ido evolucionando a través del tiempo y quien fue sucreador.CIRCUITO INTEGRADO: Un circuito integrado es una pastilla o chip muy delgado en elque se encuentran miles o millones de dispositivos electrónicos interconectados,principalmente diodos y transistores, aunque también componentes pasivos comoresistencias o condensadores. Su área puede ser de 1 cm2 o incluso inferior. Solo hatrascurrido medio siglo desde que se inició su desarrollo y los circuitos integrados se han vueltocasi omnipresentes. Computadoras, teléfonos móviles y otras aplicaciones digitales son ahorapartes de las sociedades modernas. La informática, las comunicaciones, la manufacturay lossistemas de transporte, incluyendo Internet, todos dependen de la existencia de los circuitosintegrados. De hecho, muchos estudiosos piensan que la revolución digital causada por loscircuitos integrados es uno de los sucesos más significativos de la historia de la humanidad.Amedida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican entamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones2. APLICACIONES:Algunos de los circuitos integrados más avanzados son losmicroprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hastaelectrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitosintegrados la constituyen las memorias digitales.3. INVENTOR:El primer CI fue desarrollado en 1958 por el ingeniero Jack Kilby justomeses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de undispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma basesemiconductora para formar un oscilador de rotación de fase.En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la contribución desu invento al desarrollo de la tecnología de la información.4. VENTAJAS:Presentan muchas ventajas asociadas a la reducción de sus dimensiones(menor peso y longitud de conexiones, mayor velocidad de respuesta, menor número decomponentes auxiliares, bajo precio y consumo de energía…)
  • 4. 5. INCONVENIENTES:En caso de deterioro se ha de sustituir completamente el circuitointegrado, ya que por la complejidad y tamaño de los componentes se hace inviable sureparación.5.1 DISIPACION DE LA POTENCIA:Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el númerode componentes integrados en un volumen dado crece, las exigencias en cuanto a disipación deesta potencia, también crecen, calentando el sustrato y degradando el comportamientodel dispositivo. Además, en muchos casos es un sistema de realimentación positiva, de modo quecuanto mayor sea la temperatura, más corriente conducen, fenómeno que se suele llamar"embalamiento térmico" y, que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los amplificadoresde audio y los reguladores de tensión son proclives a este fenómeno, por lo que suelen incorporarprotecciones térmicas.Los circuitos de potencia, evidentemente, son los que más energía deben disipar. Para ello sucápsula contiene partes metálicas, en contacto con la parte inferior del chip, que sirven deconducto térmico para transferir el calor del chip al disipador o al ambiente. La reducción deresistividad térmica de este conducto, así como de las nuevas cápsulas de compuestos de silicona,permiten mayores disipaciones con cápsulas más pequeñas.Los circuitos digitales resuelven el problema reduciendo la tensión de alimentación y utilizandotecnologías de bajo consumo, como CMOS. Aun así en los circuitos con más densidad deintegración y elevadas velocidades, la disipación es uno de los mayores problemas, llegándose autilizar experimentalmente ciertos tipos de criostatos. Precisamente la alta resistividad térmicadel arseniuro de galio es su talón de Aquiles para realizar circuitos digitales con él.5.2 CAPACIDADES Y AUTOINDUCCIONES PARASITAS: Este efecto se refiereprincipalmente a las conexiones eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito donde va montada,limitando su frecuencia de funcionamiento. Con pastillas más pequeñas se reduce la capacidad yla autoinducción de ellas. En los circuitos digitales excitadores de buses, generadores de reloj, etc,es importante mantener la impedancia de las líneas y, todavía más, en los circuitos de radio yde microondas.5.3 LIMITES EN LOS COMPONENTES:Los componentes disponibles para integrar tienen ciertaslimitaciones, que difieren de las de sus contrapartidas discretas. Resistores. Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Por ello sólo se usan valores reducidos y en tecnologías MOS se eliminan casi totalmente. Condensadores. Sólo son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el amplificador operacional μA741, el condensador de estabilización viene a ocupar un cuarto del chip. Inductores. Se usan comúnmente en circuitos de radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general no se integran.5.4 DENSIDAD DE INTEGRACION: Durante el proceso de fabricación de los circuitos integradosse van acumulando los defectos, de modo que cierto número de componentes del circuito final nofuncionan correctamente. Cuando el chip integra un número mayor de componentes, estos
  • 5. componentes defectuosos disminuyen la proporción de chips funcionales. Es por ello queen circuitos de memorias, por ejemplo, donde existen millones de transistores, se fabrican más delos necesarios, de manera que se puede variar la interconexión final para obtener la organizaciónespecificada.6. TIPOS:Existen al menos tres tipos de circuitos integrados: Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc. Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en latecnología permitieron fabricar resistores precisos. Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Los resistores se depositan porserigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, en cápsulas plásticas o metálicas, dependiendo de la disipación de energía calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resinaepoxi para protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulos de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc.7. CLASIFICACION:Atendiendo al nivel de integración -número de componentes- los circuitosintegrados se pueden clasificar en: SSI (Small ScaleIntegration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores MSI (Medium ScaleIntegration) medio: 101 a 1.000 transistores LSI (LargeScaleIntegration) grande: 1.001 a 10.000 transistores VLSI (VeryLargeScaleIntegration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores ULSI (Ultra LargeScaleIntegration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores GLSI (Giga LargeScaleIntegration) giga grande: más de un millón de transistoresEn cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:Circuitos integrados analógicos: Pueden constar desde simples transistoresencapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos comoamplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.Circuitos integrados digitales: Pueden ser desde básicas puertas lógicas (and, or, not)hasta los más complicados microprocesadores.
  • 6. 8. FABRICACION:Traer al mundo un procesador es sumamente complejo, peroresumiéndolo mucho podríamos decir que se elaboran de la siguiente manera:Exposición: Se expone un capa de dióxido de silicio al calor y a determinados gases paralograr que crezca y obtener una lámina u oblea de silicio tan fina que es imperceptible alojo humano.Fotolitografía:Se aplica luz ultravioleta sobre la oblea a través de una plantilla. El dibujode dióxido de silicio resultante se fija con productos químicos. Un procesador consta devarias de estas capas, cada una con una plantilla distinta y cada una más fina que laanterior.Implantación de iones. La oblea es bombardeada con iones para alterar la forma en la queel silicio conduce la electricidad en esas zonas.División: En cada oblea se han creado miles de micros. Una vez el trazado de su circuitoha sido comprobado, se cortan individualmente con una sierra de diamante.Empaquetado: La parte más fácil. Cada micro se inserta en el paquete protector que leda la apariencia que todos conocemos y que le permitirá ser conectado a otrosdispositivos.
  • 7. 9. CONCLUSIONES:
  • 8. BIBLIOGRAFIA: 1. http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado 2. ingeniatic.net/index.php/tecnologias/item/403-circuito-integrado 3. http://www.slideshare.net/noche/circuitos-integrados-206123 4. http://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml