SEMICONDUCTORES Y CIRCUITOS INTEGRADOS

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SEMICONDUCTORES Y CIRCUITOS INTEGRADOS
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QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR?

• Elemento que se comporta como conductor o como
  aislante dependiendo de las condiciones en las
  que se encuentre.
• El numero de electrones libres de un
  semiconductor depende de los siguientes factores
  Calor, luz, campos eléctricos y magneticos.

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ESTRUCTURA DE UN SEMICONDUCTOR

• Los semiconductores son elementos quew tienen en
  su ultimo orbital entre 2 y 6 electrones de
  valencia.
• Los semiconductores están formados por arreglos
  ordenados cristalinos de átomos en los cuales los
  vecinos mas cercanos estan unidos por enlaces
  covalentes

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BANDAS DE ENERGIA DE UN SEMICONDUTOR
Electrones exitados térmicamente

• A temperaturas mas altas algunos de los
  electrones de la banda de valencia rompen sus
  enlaces y saltan espontánea mente hacia la banda
  de conducción

Huecos formados por los electrones
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CIRCUITOS INTEGRADOS (CI)
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Qué es un CI?

• Es un circuito electrónico o dispositivo que
  aloja e interconecta circuitos o subsistemas
  completos, está formado por Condensadores,
  resistencias, transistores, diodos, etc, que
  realizan funciones complejas y variadas, está
  hecho sobre un único Chip (Placa pequeña -1 cm2-
  ) de Silicio.
• Los CI son actualmente los componentes más
  importantes de la electrónica moderna

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HISTORIA

• El primero que tuvo la idea de fabricar circuitos
  integrados fue JACK KILBY cuando trabajaba para
  la Texas Instruments en 1958.
• En julio de 1958, escribió en su libro de notas
  "La miniaturización extrema de varios circuitos
  electrónicos puede realizarse fabricando
  resistencias, condensadores, transistores y
  diodos sobre una misma oblea de silicio".

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Primer Circuito Integrado
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MICROPROCESADOR
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• La finalidad de cualquier circuito es controlar y
  manipular corrientes de electrones de una manera
  preestablecida
• Los CI reciben, procesan y entregan SEÑALES
  (Voltajes o corrientes)
• Los CI pueden ser de diversos tipos según la
  función para la cual han sido diseñados.

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TIPOS DE CI

• Según
• Función específica
• Grado de complejidad o numero de componentes
  realizadas por el chip
• Tipo de señales que manejan
• Tecnología de fabricación

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TIPOS DE CI
NOMBRE COD COMPONENTES POR CHIP EJEMPLO
PEQUEÑA ESCALA SSI MENOS DE 100 Reguladores, amplificadores, compuertas, flipflops (entrada-salida), contadores, etc.
MEDIANA ESCALA MSI 100 1000 Reguladores, amplificadores, compuertas, flipflops (entrada-salida), contadores, etc.
ALTA ESCALA LSI 1000 100000 Se diseñan para realizar tareas muy especificas y especializadas. P,ej. Microcomputador, microcontrolador
MUY ALTA ESCALA VLSI MAS DE 100000 Se diseñan para realizar tareas muy especificas y especializadas. P,ej. Microcomputador, microcontrolador
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• De acuerdo al tipo de señales que manejan los CI
  pueden ser
• Análogicos Pueden adoptar un número infinito de
  valores entre un mínimo y un máximo (Reguladores
  de voltaje, amplificadores, filtros)
• Digitales Trabajan con señales binarias, es
  decir solo adoptan uno de dos valores posibles.
• Algunos son Análogicos/Digitales (A/D)

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• Los CI, se encierran en una cápsula plástica o
  cerámica que contiene los pines de acceso a
  través de los cuales el chip se comunica con el
  mundo exterior.
• Las cápsula plásticas son más livianas pero las
  cápsulas cerámicas son más resistentes y pueden
  trabajar a más altas temperaturas.

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Ventajas de CI

• Pequeños
• Compactos
• Livianos
• Económicos
• Fácil uso
• Permite realizar sistemas modulares
• Simplifican la tarea de diseño y construcción de
  proyectos electrónicos

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Desventajas de CI

• Limitación de niveles de potencia y voltaje
• No es posible integrar otros componentes de un
  circuito electrónico
• Disipación de calor