Los semiconductores son una clase especial de elementos cuya conductividad se encuentra entre un conductor y un aislante.
La construcción de cualquier dispositivo electrónico o circuito integrado inicia con un material semiconductor de alta calidad.
Los materiales semiconductores caen dentro de dos clases:
De un solo cristal y compuesto o semiconductor
Germanio(Ge)
Silicio(Si)
tienen una estructura cristalina repetitiva,
De 2 o mas o semiconductores
(GaAs)
(CdS)
(GaN)
(GaAsP)
Compuestos como el arseniuro de galio , sulfuro de cadmio ,nitruro de galio y fosfuro de galio y arsenico se componen de dos o mas materiales semiconductores de diferentes estructuras atómicas
Un poco de Historia
Jack Kilby desarrolló el primer circuito integrado (CI) mientras trabajaba en Texas Instruments en 1958 .
hoy en día Hoy en día, el procesador cuádruple Intel Core 2 Extreme cuenta con 410 millones de transistores en cada chip de doble núcleo
Los tres semiconductores más frecuentemente utilizados en la construcción de dispositivos electrónicos son Ge, Si y GaAs(Germanio,Silicio,Arseniuro de galio).
Después del descubrimiento del diodo en 1939 y el transistor en 1949, se utilizaba germanio casi exclusivamente porque era en cierto modo fácil de encontrar y estaba disponible en grandes cantidades.
Era relativamente fácil de refinar para obtener niveles muy altos de pureza, un aspecto importante en el proceso de fabricación. Sin embargo, se descubrió que los diodos y transistores construidos con germanio como material base eran poco confiables, por su sensibilidad a los cambios de la temperatura. En aquel entonces, los científicos sabían que el silicio, tenía mejores sensibilidades a la temperatura, pero el proceso de refinación para producir silicio con niveles muy altos de pureza aún se encontraba en su etapa de desarrollo.
En 1954 se presentó el primer transistor de silicio y éste de inmediato se convirtió en el material semiconductor preferido, por ser menos sensible a la temperatura, también es uno de los materiales más abundantes en la Tierra, lo que hace mejor su disponibilidad. Las compuertas se abrieron ante este nuevo material, la tecnología de diseño y fabricación evolucionó de forma continua a través de los años hasta el alto nivel actual de complejidad.
Con el paso del tiempo, la electrónica comenzó a demandar cada vez más velocidad. Las computadoras alcanzaban frecuencias de operación más elevadas y los sistemas de comunicación exigían un rendimiento superior. Esto llevó a la búsqueda de un material semiconductor que pudiera responder a estas necesidades. Así, a inicios de la década de 1970, se desarrolló el primer transistor de arseniuro de galio (GaAs), capaz de funcionar hasta cinco veces más rápido que los fabricados en silicio (Si). Sin embargo, el silicio mantenía una ventaja considerable: décadas de optimización en su diseño y fabricación lo hacían más económico y contaba con estrategias de diseño muy eficientes. En contraste, el GaAs resultaba más costoso, difícil de producir con alta pureza y disponía de escaso soporte en sus primeras etapas. Con el tiempo, la creciente necesidad de velocidad impulsó la inversión en su investigación, y en la actualidad es ampliamente utilizado como base para el desarrollo de circuitos integrados de muy alta velocidad (VLSI).
RESUMEN
Característica
Silicio (Si)
Arseniuro de Galio (GaAs)
Década de desarrollo Amplio uso desde mediados del siglo XX Primer transistor en 1970 Velocidad de operación Menor que GaAs Hasta 5 veces más rápido que el silicio Costo de producción Bajo, procesos optimizados Alto, más costoso de fabricar Dificultad de fabricación Baja, tecnología madura Alta, difícil obtener alta pureza Soporte y diseño inicial Estrategias de diseño eficientes y consolidadas Poco apoyo y experiencia en los primeros años Situación inicial Dominaba el mercado por economía y facilidad Limitado a aplicaciones muy específicas Evolución Mantiene su importancia por costo y disponibilidad Creciente inversión debido a demanda de velocidad Uso actual Amplia gama de dispositivos electrónicos Circuitos integrados VLSI de alta velocidad
Los semiconductores son una clase especial de elementos cuya conductividad se encuentra entre un conductor y un aislante.
La construcción de cualquier dispositivo electrónico o circuito integrado inicia con un material semiconductor de alta calidad.
Los materiales semiconductores caen dentro de dos clases:
De un solo cristal y compuesto o semiconductor
Germanio(Ge)
Silicio(Si)
tienen una estructura cristalina repetitiva.
De 2 o mas o semiconductores
(GaAs)
(CdS)
(GaN)
(GaAsP)
Compuestos como el arseniuro de galio , sulfuro de cadmio ,nitruro de galio y fosfuro de galio y arsenico se componen de dos o mas materiales semiconductores de diferentes estructuras atómicas
Un poco de Historia
Jack Kilby desarrolló el primer circuito integrado (CI) mientras trabajaba en Texas Instruments en 1958 .
hoy en día Hoy en día, el procesador cuádruple
Intel Core 2 Extreme cuenta con 410 millones de transistores en cada chip de doble núcleo.
Los tres semiconductores más frecuentemente utilizados en la construcción de dispositivos electrónicos son Ge, Si y GaAs(Germanio,Silicio,Arseniuro de galio).
Después del descubrimiento del diodo en 1939 y el transistor en 1949, se utilizaba germanio casi exclusivamente porque era en cierto modo fácil de encontrar y estaba disponible en grandes cantidades.
Era relativamente fácil de refinar para obtener niveles muy altos de pureza, un aspecto importante en el proceso de fabricación. Sin embargo, se descubrió que los diodos y transistores construidos con germanio como material base eran poco confiables, por su sensibilidad a los cambios de la temperatura. En aquel entonces, los científicos sabían que el silicio, tenía mejores sensibilidades a la temperatura, pero el proceso de refinación para producir silicio con niveles muy altos de pureza aún se encontraba en su etapa de desarrollo.
En 1954 se presentó el primer transistor de silicio y éste de inmediato se convirtió en el material semiconductor preferido, por ser menos sensible a la temperatura, también es uno de los materiales más abundantes en la Tierra, lo que hace mejor su disponibilidad. Las compuertas se abrieron ante este nuevo material, la tecnología de diseño y fabricación evolucionó de forma continua a través de los años hasta el alto nivel actual de complejidad.
Con el paso del tiempo, la electrónica comenzó a demandar cada vez más velocidad. Las computadoras alcanzaban frecuencias de operación más elevadas y los sistemas de comunicación exigían un rendimiento superior. Esto llevó a la búsqueda de un material semiconductor que pudiera responder a estas necesidades. Así, a inicios de la década de 1970, se desarrolló el primer transistor de arseniuro de galio (GaAs), capaz de funcionar hasta cinco veces más rápido que los fabricados en silicio (Si). Sin embargo, el silicio mantenía una ventaja considerable: décadas de optimización en su diseño y fabricación lo hacían más económico y contaba con estrategias de diseño muy eficientes. En contraste, el GaAs resultaba más costoso, difícil de producir con alta pureza y disponía de escaso soporte en sus primeras etapas. Con el tiempo, la creciente necesidad de velocidad impulsó la inversión en su investigación, y en la actualidad es ampliamente utilizado como base para el desarrollo de circuitos integrados de muy alta velocidad (VLSI).
RESUMEN
