CIRCUITO INTEGRADO

I. INTRODUCCIÓN

El circuito integrado permite nuevas aplicaciones de la electrónica que no eran posibles con dispositivos discretos. La integración permite a los circuitos complejos que consta de miles de transistores, diodos, resistencias y condensadores que se incluirán en un chip de semiconductores. Esto significa que la sofisticada circuitería, puede ser miniaturizada para su utilización. Los circuitos integrados reducen considerablemente el costo y aumenta la fiabilidad de cada uno de los circuitos terminados.

En este documento vamos a tratar varios tipos de circuitos integrados y los pasos de fabricación utilizados en su producción. Vamos a investigar las técnicas para la construcción de un gran número de transistores, condensadores y resistencias en un solo chip de silicio, así como la interconexión, contacto, y el envasado de estos circuitos en forma utilizable. En este ensayo ofrecemos una visión general de la naturaleza de los circuitos integrados y la motivación para el uso de ellos. Es importante tener en cuenta las razones, tanto técnicas como económicas, para el dramático aumento de los circuitos integrados a su papel actual en la electrónica.

II. DESARROLLO DE CONTENIDOS

1. Ventajas de los circuitos integrados

Las técnicas modernas permiten que esto se haga de forma fiable y relativamente barata, en la mayoría de los casos, un circuito completo en un chip de silicio se pueden producir mucho más barata y con mayor fiabilidad que un circuito similar construido a partir de componentes individuales.

Las ventajas de los circuitos integrados en términos de miniaturización son evidentes. Dado que muchas de las funciones del circuito puede ser empacado en un pequeño espacio, los equipos electrónicos complejos se pueden emplear en muchas aplicaciones donde el peso y el espacio son críticos.

2. Tipos de circuitos integrados

Hay varias maneras de clasificarlos en cuanto a su uso y método de fabricación. Las categorías más comunes son lineales.

Un circuito integrado lineal es aquel que lleva a cabo una ampliación u otras operaciones esencialmente lineales de las señales. Ejemplos de circuitos lineales simples amplificadores, amplificadores operacionales y circuitos de comunicación analógica. Circuitos digitales implican la lógica y la memoria, para aplicaciones en computadoras, calculadoras, microprocesadores, etc. digitales, según la aplicación, y monolítico o híbrido de acuerdo a su fabricación.

Los circuitos integrados digitales se pueden fabricar con la misma facilidad en forma integrada, como en forma discreta, elementos

pasivos (resistencias y condensadores) suelen ser más difíciles de producir según las tolerancias en circuitos integrados.

Circuitos monolíticos: entero está contenido en una sola pieza de material semiconductor. Cualquier adición a la muestra de semiconductores, tales como capas aislantes y los patrones de metalización, están íntimamente unidos a la superficie del chip.

Circuito híbrido: puede contener uno o más circuitos monolíticos o de los transistores individuales unidos a un sustrato aislante con resistencias, condensadores u otros elementos de circuito, con interconexiones apropiadas.

3. Aislamiento

Un paso importante en la fabricación de circuitos monolíticos es el suministro de aislamiento eléctrico entre los componentes. Si los transistores bipolares se hicieron en un chip monolítico, es necesario aislar la mayoría de los componentes y su interconexión con el patrón de metalización.

Para los transistores bipolares npn, un método de aislamiento que a principios de la difusión de un patrón de tipo p "fosos" en una capa epitaxial tipo n sobre un sustrato de tipo p. El sustrato de tipo p proporciona soporte mecánico para la estructura y, en conjunto con el difuso p-tipo de patrón, define las regiones aisladas de material de tipo n. La capa epitaxial es de unos pocos micrones de espesor en la mayoría de los casos, que es lo suficientemente gruesa como para dar cabida a la difusión posterior de los transistores npn y otros elementos. Ya que cada componente puede estar contenida en una isla de material tipo n, los resultados de un buen aislamiento si el material de sustrato p se lleva a cabo en el potencial más negativo en el circuito.

4. Transistores bipolares

Los primeros circuitos integrados bipolares utiliza el aislamiento de unión y difusión de dopaje selectivo. Una diferencia importante entre transistores integrados y los transistores discretos que hemos discutido anteriormente, es que en el caso monolítica de las tres terminales deben estar disponibles en la parte superior del chip. Por ejemplo, la interconexión de varios transistores bipolares aislados requiere que cobrador de hacerse en la superficie. Como resultado, la corriente del colector debe pasar a lo largo de una ruta de alta resistencia en el menos contaminado n-epitaxial de materiales, mientras que fluye desde la parte activa del colector para el contacto. La resistencia en serie de colector resultante puede ser perjudicial para las propiedades del transistor y debe ser evitado si es posible. Un método común de la disminución de la resistencia de colector es incluir una capa n fuertemente contaminado por debajo del colector. Por lo general, este n + capa enterrada se incluye por la difusión de n + regiones en el sustrato de tipo p antes de la capa epitaxial se cultiva.

III. CONCLUCIONES

Los avances que hicieron posible el circuito integrado han sido, fundamentalmente, los desarrollos en la fabricación de dispositivos semiconductores a mediados del siglo XX y los descubrimientos experimentales que mostraron que estos dispositivos podían reemplazar las funciones de las válvulas o tubos de vacío, que se volvieron rápidamente obsoletos al no poder competir con el pequeño tamaño, el consumo de energía moderado, los tiempos de conmutación mínimos, la confiabilidad, la capacidad de producción en masa y la versatilidad de los CI.[] Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde computadoras hasta teléfonos móviles y hornos microondas. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mínimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS), y con altas velocidades de conmutación.

IV. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

[1] Solid state electronic devices. “Los dispositivos electrónicos de estado sólido” Ben g. Streetman. Microelectronics Research Center Department of Electrical and Computer Engineering the University of Texas at Austin

V. WEBGRAFIA

[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado

[3] http://definicion.de/circuito-integrado/