Circuitos integrados

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Circuitos integrados

  1. 1. CIRCUITOS INTEGRADOS TEJEDOR VALENTINA NIETO MAIRA PROFESOR:EDGAR ESTRADA 1102 JORNADA MAÑANA SALUDCOOP SUR BOGOTA D.C 2014
  2. 2. CONTENIDO •CIRCUITOS INTEGRADOS….......................................................3 •TIPOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS………………………………………………...4 •TECNOLOGIA DE FABRICACION C.I. ………………………………………………..7 •FAMILIAS LOGICAS…………………………………………………………………………….8 •REFERENCIAS……………………………………………………………………………………18
  3. 3. CIRCUITOS INTEGRADOS Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
  4. 4. TIPOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo mono cristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.
  5. 5. 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 la tecnología permitieron fabricar resistores precisos.
  6. 6. 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 por serigrafía 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 resina epoxi 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. 7. TECNOLOGIAS DE FABRICACION C.I La fabricación de integrados a gran escala sigue, en la actualidad un procedimiento VLSI (Very Large Scale Integration, Integración en escala muy grande, por sus siglas en inglés) partiendo del Silicio como materia prima. Desarrollos recientes en tecnologías de aleación de Silicio-Germanio (SiGe) y silicio, sometido a esfuerzo, refuerzan aún más la posición de los procesos de fabricación que se basan en este elemento en la industria microelectrónica en los años venideros.
  8. 8. FAMILIAS LOGICAS Se puede definir como la estructura básica a partir de la cual se pueden construir las puertas lógicas. En esta estructura estarán involucrados tanto los componentes que entran en juego, as’ como sus valores (ya que si cambiamos estos valores, pasaremos a otra familia diferente), ya que los parámetros van a depender de Ž estos. •Familia DL: Esta familia se basa en diodos, a los que se unen resistencias para evitar la destrucción. Un modelo de operación de un diodo se muestra en la figura • Conducción u ON, en la que su tensión es de Vγ • Corte u OFF, en la que la intensidad a través de Ž l se puede considerar nula. • Podemos apreciar otra zona, denominada de ruptura, en la que el diodo se convierte en un cortocircuito, que debe ser evitada. Para no llegar nunca a esta zona, se utilizan las resistencias a las que hacíamos mención anteriormente.
  9. 9. •Familia DL: Esta familia se basa en diodos, a los que se unen resistencias para evitar la destrucción. Un modelo de operación de un diodo se muestra en la figura • Conducción u ON, en la que su tensión es de Vγ • Corte u OFF, en la que la intensidad a través de Ž l se puede considerar nula. • Podemos apreciar otra zona, denominada de ruptura, en la que el diodo se convierte en un cortocircuito, que debe ser evitada. Para no llegar nunca a esta zona, se utilizan las resistencias a las que hacíamos mención anteriormente.
  10. 10. FAMILIAS BIPOLARES: Las familias bipolares son aquellas basadas en los transistores de unión o bipolares. Estos transistores se pueden clásica en dos tipos, según las uniones semiconductoras: npn y pnp. En la figura 7.6 se muestran las uniones, símbolos y su representación como diodos. De estos dos tipos de transistores, los más empleados son los transistores npn ya que presentan una ganancia mayor, y por lo tanto serán los más rápidos.
  11. 11. Debido a la aparición de dos diodos en cada transistores, estos transistores mostraron cuatro zonas de operación (las combinaciones de las diferentes zonas de cada diodo). En la figura se muestran dichas zonas y sus principales propiedades. • Zona de corte. El transistor se comporta como un circuito abierto, por lo que no circulo intensidad por ninguno de sus terminales. En esta zona los dos diodos se encuentran cortados. • Zona activa directa, u zona húmica. El transistor se comporta como un ampliador de intensidad desde la base hasta el colector. En este caso, el diodo base-emisor esta conduciendo, mientras que el base-colector esta‡ cortado. •Zona activa inversa. Es una zona parecida a la anterior, pero cambiando los terminales de emisor y colector. La principal diferencia (aparte de la anterior) es que la amplificación es sustancialmente menor. •Zona de saturación. El transistor se comporta como un cortocircuito entre el colector y el emisor, que debido a las diferencias geométricas de ambas uniones mantiene una pequeña tensión. En esta zona los dos diodos se encuentran conduciendo.
  12. 12. FAMILIA TTL: Esta familia es una de las más empleadas en la construcción de dispositivos MSI. Esta‡ basada en el transistor multi-emisor. Este transistor es un transistor con varios emisores, una sola base y un solo colector. En la figura mostramos el símbolo de este transistor, su representación en transistores con un solo emisor y su forma de operación:
  13. 13. FAMILIA ECL: La familia ECL se basa en un amplificador diferencial. Para que el retraso de esta familia sea mínimo, se impone la restricción de que los transistores del amplificador trabajen en los límites de Z.A.D. - corte y Z.A.D. saturación. Este hecho implica que la diferencia de tensión que tenga que soportar sea mínima. Esta situación tiene tres implicaciones básicas: • niveles de tensión altos y bajos cercanos (que le proporciona una alta velocidad). • incompatibilidad con otras familias lógicas. • disposición de salidas diferenciales, es decir, tanto de la salida complementada como sin complementar.
  14. 14. FAMILIAS MOS: Las familias MOS son aquellas que basan su funcionamiento en los transistores de efecto campo o MOSFET. Estos transistores se pueden clasificar en dos tipos, según el canal utilizado: NMOS y PMOS. En la figura se muestra su estructura y varios símbolos:
  15. 15. FAMILIA NMOS: La familia NMOS se basa en el empleo œnicamente de transistores NMOS para obtener la función lógica. Un esquema de esta familia se muestra en la figura. El funcionamiento de la puerta es el siguiente. Cuando la entrada se encuentra en un nivel bajo, el transistor NMOS estar‡ en su zona de corte. Por lo tanto, la intensidad que circulara por el circuito será nula y en la salid se encontrara la tensión de polarización, es decir, un nivel alto. Cuando la entrada se encuentra en un nivel alto, el transistor estar‡ conduciendo y se comportar‡ aproximadamente como un interruptor. Por lo tanto, en la salida estar‡ un nivel bajo.
  16. 16. En la familia NMOS se puede construir cualquier función arbitraria siempre y cuando se mantengan las limitaciones tecnológicas. (que suelen traducirse en la conexión en serie de un número máximo de transistores). Para formar cualquier función, las estructuras son las siguientes: • la conexión en paralelo de dos transistores (o grupo de ellos) actúa como una puerta OR. • la conexión en serie de dos transistores (o grupo de ellos) actúa como una puerta AND. Algunos ejemplos de puertas complejas se muestran en la figura.
  17. 17. FAMILIAS CMOS: Esta familia su operación en la utilización de los transistores NMOS y PMOS funcionando como interruptores, de tal forma que los transistores NMOS suministrar el nivel bajo (ya que no se degrada con la tensión umbral) y los transistores PMOS suministran el nivel alto (ya que no se degrada con la tensión umbral). Una puerta construida con la familia CMOS solamente estar‡ formada por transistores, como se muestra en la figura.
  18. 18. REFERENCIAS • http://www.uhu.es/raul.jimenez/DIGITAL_I/dig1_vii.pdf • http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado • http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado#Tipos •http://es.wikipedia.org/wiki/Fabricaci%C3%B3n_de_circuitos_integr ados

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