La microelectronica historia y aplicasiones

1. MICRO ELECTRONICA La microelectrónica recibe su nombre a partir del tamaño de los elementos integrados (micrómetro = millonésima parte de un metro), básicamente transistores, capacitores y resistencias.

2. Una tecnología en microelectrónica se entiende como el conjunto de reglas, normas, requisitos, materiales y procesos que aplicados en una secuencia determinada, permite obtener como producto final un circuito integrado, que son dispositivos electrónicos miniaturizados. Los más importantes son circuitos integrados de Silicio corriente .

3. HISTORIA DE LA MICRO ELECTRONICA En 1834, Babbege desarrolló una máquina calculadora (con las operaciones básicas de suma, resta, multiplicación y división) utilizando dispositivos mecánicos; a pesar de lo cual su filosofía no se diferencia mucho de los ordenadores de hoy día, es decir, realizaba las operaciones en dos ciclos: almacenar y ejecutar, y tenía una estructura en pipeline para acelerar las operaciones. No obstante, dicha máquina fue impracticable para la época debido al coste excesivamente elevado con la llegada de las soluciones eléctricas, el coste se abarató. Como muestras de esta época podemos indicar la utilización de los relés y de los tubos de vacío.

4. LA LEY DE MOORE La  ley de Moore expresa que aproximadamente cada dos años se duplica el número de  transistores  en un  circuito integrado . 1  Se trata de una ley empírica, formulada por el cofundador de  Intel ,  Gordon E. Moore , el  19 de abril  de  1965 , cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy. 2   3   4 En  1965 , Gordon Moore afirmó que la  tecnología  tenía futuro, que el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaba cada año y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas. 2 Más tarde, en  1975 , modificó su propia ley al corroborar que el ritmo bajaría, y que la capacidad de integración se duplicaría aproximadamente cada 18 meses. 5  Esta progresión de crecimiento exponencial, duplicar la capacidad de los  circuitos integrados  cada dos años, es lo que se denomina ley de Moore. Sin embargo, el propio Moore determinó una fecha de caducidad para su ley: "Mi ley dejará de cumplirse dentro de 10 o 15 años -desde 2007-", 6  según aseguró durante la conferencia en la que afirmó, no obstante, que una nueva tecnología vendrá a suplir a la actual. 7 La consecuencia directa de la ley de Moore es que los precios bajan al mismo tiempo que las prestaciones suben: la computadora que hoy vale 3000  dólares  costará la mitad al año siguiente y estará obsoleta en dos años. En 26 años el número de transistores en un  chip  se ha incrementado 3200 veces .

5. TRANSITOR El  transistor  es un  dispositivo electrónico   semiconductor  utilizado para producir una señal de salida en respuesta a otra señal de entrada.  1  Cumple funciones de  amplificador ,  oscilador ,  conmutador  o  rectificador . El término «transistor» es la contracción en inglés  de transfer resistor (« resistencia  de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los  aparatos electrónicos  de uso diario:  radios ,  televisores ,  reproductores de audio y video ,  relojes de cuarzo ,  computadoras ,  lámparas fluorescentes ,  tomógrafos ,  teléfonos celulares , etc.

6. SEMICONDUCTORES Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al  movimiento  de las cargas negativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por el movimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Los semiconductores son aquellos elementos perteneciente al grupo IV de la Tabla Periódica (Silicio, Germanio, etc. Generalmente a estos se le introducen átomos de otros elementos, denominados impurezas, de forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la impureza introducida. Otra característica que los diferencia se refiere a su resistividad, estando ésta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes. Disposición esquemática de los átomos de un semiconductor de silicio puro, No existen electrones ni huecos libres  La disposición esquemática de los átomos para un semiconductor de silicio podemos observarla en la figura de arriba, Las regiones sombreadas representan la carga positiva neta de los núcleos y los puntos negros son los electrones, menos unidos a los mismos.  La  fuerza  que mantiene unidos a los átomos entre sí es el resultado del hecho de que los electrones de conducción de cada uno de ellos, son compartidos por los cuatro átomos vecinos. A temperaturas bajas la estructura normal es la que se  muestra  en la figura de arriba en la cual no se observa ningún electrón ni hueco libre y por tanto el semiconductor se comporta como un aislante.

7. CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS MICROELECTRÓNICOS Clasificación de los Productos Micro electrónicos Según su función: Digitales  (Lógicos, Memorias, Microprocesadores ). Analógicos. Según el nivel de Integración (Se refiere a la cantidad de componentes que integran un circuito integrado).Pueden ser : De pequeña escala de integración (SSI).   Es la escala de integración más pequeña de todas, y comprende a todos aquellos integrados compuestos por menos de 12 puertas

8. De mediana escala de integración (MSI). Esta escala comprende todos aquellos integrados cuyo número de puertas oscila ente 12 y 100 puertas. Es común en sumadores, multiplexores,... Estos integrados son los que se usaban en los primeros ordenadores aparecidos hacia 1970. De larga escala de integración (LSI). A esta escala pertenecen todos aquellos integrados que contienen más de 100 puertas lógicas (lo cual conlleva unos 1000 componentes integrados individualmente), hasta las mil puertas. Estos integrados realizan una función completa, como es el caso de las operaciones esenciales de una calculadora o el almacenamiento de una gran cantidad de bits.

9. De muy larga escala de integración (VLSI). De 1000 a 10000 puertas por circuito integrado, los cuales aparecen para consolidar la industria de los integrados y para desplazar definitivamente la tecnología de los componentes aislados y dan inicio a la era de la miniaturización de los equipos apareciendo y haciendo cada vez mas común la manufactura y el uso de los equipos portátiles.

10. Según el tipo de transistor utilizado en el circuito: Bipolar:  Tienen dos tipos de cargas móviles. MOS: Utilizan solo un tipo de material sin uniones rectificadoras. Tiene un solo signo de carga Según el material utilizado o fabricado: Silicio. El silicio en su forma pura se presenta como un material brillante, oscuro y más bien duro que cuando está muy purificado, es un semiconductor intrínseco. El silicio puede estar cristalizado, y lo hace en forma de cristales que utilizamos para hacer transistores y circuitos integrados. Germanio. Se usa en semiconductores y transistores. En forma de mono cristales para la fabricación de elementos ópticos (lentes, prismas y ventanas) para espectroscopia infrarroja Arseniuro de Galio.  Se usa en semiconductores. Comparado con el silicio es caro y frágil, pero conduce la electricidad mucho mejor que el silicio y emite luz .

11. APLICACIONES DE LA MICROELECTRÓNICA La microelectrónica es la aplicación de la ciencia electrónica a componentes y circuitos de dimensiones muy pequeñas, microscópicas y hasta de nivel molecular para producir dispositivos y equipos electrónicos de dimensiones reducidas pero altamente funcionales. El teléfono celular, el microprocesador de la CPU y la computadora tipo Palm son claros ejemplos de los alcances actuales de la Tecnología Microelectrónica., también la microelectrónica llevo al desarrollo del circuitos integrados. El mayor potencial de esta tecnología se encontró en las comunicaciones, particularmente en satélites, cámaras de televisión y en la telefonía, aunque más tarde la microelectrónica se desarrollo con mayor rapidez en otros productos independientes como calculadoras de bolsillo y relojes digitales.

12. La micro electrónica se puede utilizar en la creación de múltiples software para realizar distintos trabajos entre ellos podemos considerar un pequeño resumen de cada uno de ellos. DaqGen v1.40: es un excelente generador de señales en PC también DesignWorks Professional 4.2 for Windows un excelente diseñador de circuitos análogos y digitales PSPICE 9.1 que es uno de los mejores simuladores electrónicos. (fig.1) BIP Electronics LabOscilloscope 3.0 es un analizador de señales por PC, Electronic Circuit Designer es un programa para el desarrollo de circuitos electrónicos también Spectrogram versión 5.0 analizador de espectros en PC . (fig.2) Fig.1 Fig. 2

13. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MICROELECTRONICA VENTAJAS DEVENTAJAS Reducir el tamaño Reducir el consumo de corriente Aumentar el nivel de confiabilidad Aumentar la seguridad ante el plagio Un mismo circuito tenga diferentes funciones Costo Autoensamblado