Transístores

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O Histórico da maior invenção do Seculo XX

Transístores

  1. 1. Introdução ao Transístor<br />Anderson Zardo<br />Semana Acadêmica 2011/1<br />
  2. 2. Transístor<br />Componente de fundamental importância em quase todos os aparelhos eletrônicos atuais;<br />Considerada uma das invenções mais importantes do Século XX;<br />Diversos usos (chaveadores, reguladores de tensão/corrente, amplificação, etc).<br />
  3. 3. O início<br />No fim da década de 40, pesquisadores procuravam por alternativas menos problemáticas às válvulas (vacuum tubes).<br />Descobriu-se que alguns materiais, de acordo com a circunstância, poderiam atuar tanto como isolantes quanto como condutores (seriam chamados de semicondutores).<br />
  4. 4. Desvantagens das Válvulas<br />Tamanho;<br />Consumo de energia elevado;<br />Possui partes móveis; <br />Necessidade de vácuo;<br />Pouco resistentes;<br />Sensíveis à queima;<br />Necessitavam de tempo de aquecimento;<br />Não trabalhavam com altas frequências;<br />
  5. 5. Desenvolvimento<br />O primeiro protótipo surgiu em 16/12/1947 na Bell Labs, pelas mãos de John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley. <br />Era consistindo em um pequeno bloco de germânio e três filamentos de ouro. Um filamento era o polo positivo, o outro, o polo negativo, enquanto o terceiro tinha a função de controle.<br />
  6. 6. Funcionamento<br />Tendo apenas uma carga elétrica no polo positivo, nada acontecia: o germânio atuava como um isolante bloqueando a corrente. <br />Quando uma certa tensão elétrica era aplicada usando o filamento de controle, a carga elétrica passava a fluir entre emissor e coletor.<br />
  7. 7. O Primeiro transístor<br />Media 1,5 cm e era feito de germânio, com filamentos de ouro.<br />
  8. 8. Evolução<br />Com a substituição do Germânio pelo Silício, os transístores se tornaram menores e mais baratos.<br />O Silício misturado a outros componentes (processo de dopagem) em pequenas quantidades determina se o componente será condutor de cargas positivas ou negativas. <br />
  9. 9. Principais funções<br />Amplificador de tensão ;<br />Amplificador de potência;<br />Oscilador de rádio frequência ou de áudio frequência;<br />Casadorde impedâncias;<br />Chaveador (liga-desliga).<br />
  10. 10. Exemplo de empregabilidade (amplificador):<br />1V<br />10V<br />
  11. 11. Impacto do transístor na indústria eletrônica <br />Produção de equipamentos cada vez menores, potentes e mais baratos;<br />Surgimento e fortalecimento de diversas empresas (Texas Instruments, Philips, Sony, Siemens, Motorola, etc);<br />Se tornou a base do desenvolvimento de outras tecnologias de vital importância na microeletrônica e sobretudo, na informática.<br />
  12. 12. Circuito integrado <br />Jack Kilby da Texas Instruments e Robert Noyce, da FairchildSemiconductor, ambos trabalhando independentemente , tiveram a ideia de integrar diversos transistores em um único encapsulamento, dando origem ao Circuito Integrado (CI).<br />Robert Noyce fundaria a Intel junto com Gordon Moore em 1968<br />
  13. 13. Processadores<br />O primeiro microchip comercial foi lançado pela Intel em 1971 e chamava-se 4004. <br />Manipulava palavras de apenas 4 bits, composto por pouco mais de 2000 transístores e operava a apenas 108 KHz.<br />Muito usado em calculadoras, <br />Mostrou a outras empresas que os microchips eram viáveis, criando uma verdadeira corrida em busca de processadores mais avançados.<br />
  14. 14. Algumas curiosidades:<br />O transistor original fabricado pelo Bell Labsem 1947 era grande o bastante para ser montado à mão. Hoje, mais de 60 milhões de transistores de 32nm cabem na cabeça de um alfinete.<br />O Intel 4004 de 1971, funcionava com uma freqüência de 108 KHz e possuía 2,300 transistoresde dez micrometros (um milionésimo de um metro) O Intel® Core™ i5-661 funciona com freqüência de 3,33 GHz e possui 559 milhões de transistores de 32 nanômetros (milionésima parte de um milímetro).<br />O vírus da gripe mede cerca de 100nm. Seria possível colocar três transistores de 32 nanômetros dentro de um único vírus.<br />As salas onde os processadores são feitos são 10 mil vezes mais limpas que um ambiente cirúrgico(grãos de poeira possuem um tamanho colossal em escala nanométrica)<br />
  15. 15. Novidade: Transístores de Grafeno<br />Foto:<br />Arranjo das moléculas de Grafeno<br />
  16. 16. A Lei de Moore e os Transístores<br />Em 1975, Gordon Moore (co-fundador da Intel) criou a célebre Lei de Moore<br />Segundo ela, a capacidade dos processadores dobraria a cada 24 meses, enquanto que o custo permaneceria o mesmo.<br />
  17. 17. Problema:<br />Já estamos chegando no limite físico do Silício (20 nm).<br />O Processo atual está em 22nm <br />A 20nm, o gate (que é a parte funcional do transístor) mede o equivalente a um único átomo de ouro.<br />
  18. 18. O Grafeno<br />Cientistas da IBM apresentaram um novo transístor de composto de Grafeno, capaz de alcançar uma frequência de 100 GHz.<br />Segundo a empresa, que divulgou o resultado na revista Science, é a maior já registrada em um dispositivo Grafeno.<br />
  19. 19. O Grafeno<br />Quando conseguirem fabricar transistores de Grafeno de 50nm, os cientistas calculam que poderão fazê-los funcionar na casa dos THz.<br />Por serem feitos à base de carbono, os transistores de Grafenosão conhecidos como transistores orgânicos.<br />
  20. 20. O que é Grafeno?<br />É um material abundante, que pode ser encontrado no grafite e em outros compostos de carbono. <br />O grafeno é uma estrutura surpreendentemente estável e resistente. Você pode imaginar uma grade de átomos de carbono com um único átomo de espessura.<br />
  21. 21. “Roadmap”<br /><ul><li>SILÍCIO:</li></ul>- Década de 60: Cerca de 20000 namômetros (bactéria)- Década de 70: 3000 namômetros (vírus)<br />- Década de 80: Transístor do 486 de até 66 MHz<br /> 1000 namômetros (1 mícron)<br />- Década de 90: Transístor do Pentium III de até 1,2 GHz<br /> 180 namômetros (molécula de DNA)<br />- Em 2011: Transístor do Core i7 de até 3,4 GHz<br /> 32 namômetros. <br /> Já há processadores de 22mn.<br />- Por volta de 2014: Processador de até 5 GHz.<br /> 20 namômetros (limite físico da matéria)<br /><ul><li>GRAFENO:</li></ul>- Em 2008: Lançado transístor de grafeno de 26 GHz<br /> - Em 2010: Lançado transístor de grafeno de 100 GHz<br /> 150 namômetros<br />- Futuro: Acredita-se chegar aos THz com 50 namômetros<br />
  22. 22. Perguntas?<br />
  23. 23. Obrigado!<br />
  24. 24. Bibliografia<br />http://www.gdhpress.com.br/hardware/leia/index.php?p=cap1-4<br />http://www.hardware.com.br/termos/transistor<br />http://informatica.hsw.uol.com.br/semicondutores.htm<br />http://stoa.usp.br/kblane/files/827/4714/historia_transistor.pdf<br />http://www.authorstream.com/Presentation/mschongkong-102758-intorduction-transistors-education-ppt-powerpoint/<br />http://www.agostinhorosa.com.br/artigos/transistor-indice.html<br />http://info.abril.com.br/noticias/ti/ibm-demonstra-novo-transistor-de-grafeno-05022010-31.shl<br />http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ibm-transistor-de-grafeno-mais-rapido-do-mundo<br />http://www.hardware.com.br/noticias/2008-04/480F1066.html<br />http://www.intel.com/portugues/pressroom/releases/2010/0210b.htm<br />

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