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Electronica

La electrónica, es la rama de la física y fundamentalmente una especialización de la ingeniería que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Utilizando una gran variedad de dispositivos desde las válvulas termoiónicas hasta los semiconductores. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos, forma parte de los campos de la Ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología, se suele considerar una rama de la Física y química relativamente.

Historia

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Esto fue muy importante para que se fabricaran los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Conforme pasaba el tiempo las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain de la Bell Telephone en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de los aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde en 1949, este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica . Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesitan centenares de voltios de tensión para funcionar.

A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando en pequeños círculos audiófilos las válvulas porque consitituyen uno de sus mitos[1] más extendidos.

El transistor tiene tres terminales, el emisor, la base y el colector, se asemeja a un triodo, la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa, polarizando adecuadamente estos tres terminales, se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que integraba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias ciencias especializadas. La mayor división consiste en distinguir la electrónica analógica de la electrónica digital.

La electrónica en si, es la rama de actualidad y de la civilización moderna de nuestro futuro. La sustitución de las lámparas de descarga por los transistores supuso un paso de gigante llamado miniaturización La electrónica moderna nace con el transistor, en los años 50.

    MICROELECTRONICA

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.

Circuito integrado

Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.

 Sala limpia de la NASA

Fabricación de circuitos integrados

La fabricación de circuitos integrados es un proceso complejo y en el que intervienen numerosas etapas. Cada fabricante de circuitos integrados tiene sus propias técnicas que guardan como secreto de empresa, aunque las técnicas son parecidas.

Los dispositivos integrados pueden ser tanto analógicos como digitales, aunque todos tienen como base un material semiconductor, normalmente el silicio.

Ejemplo de fabricación de un transistor

Pasos para fabricar un MOS

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MICROELECTRONICA

   La electronica es el campo de la ingenieria y de la fisica aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones

La microelectronica Ciencias y técnicas con las que se realizan y fabrican circuitos/sistemas electrónicos,

sobre una pastilla de un semiconductor, lo que formará un circuito integrado

 

Algunos términos

- Chip: Es la parte activa del circuito integrado (CI)

- Encapsulado en plástico, cerámica, ...

- Conectado al exterior por conductores metálicos (pines)

- Un chip se toma como sinónimo de circuito integrado. No hay

que confundir con circuito impreso, que es donde se colocan los circuitos integrados para formar las placas o tarjetas.

 Sectores implicados

Industrias: Fabricación de circuitos integrados

Microelectrónicas: fábricas (foundries), realización de CI's, etc.

Electrónicas: computadores, audio y vídeo, etc.

Otras: automóvil, lavadoras, etc.

Investigación (I+D): Búsqueda de nuevos CI's y técnicas de realización

Privados: departamentos de I+D de empresas del sector

Públicos: universidades y centros públicos de I+D

Enseñanza: Preparación de personal preparado

Privados y públicos

Sociedad:

Consumo de aplicaciones y productos

Ejemplos de fabricacion de transistor

 Pasos para fabricar un MOS

Ejemplos de aparatos Microelectronicos

TRNSISTOR

CHIP

CONDENSADORES