Los materiales semiconductores son aquellos que se encuentran entre los conductores y los aislantes en términos de conductividad eléctrica. Algunos ejemplos de materiales semiconductores son el silicio, el germanio y el arseniuro de galio. Estos materiales son esenciales para la fabricación de dispositivos electrónicos como diodos, transistores y circuitos integrados.
La fabricación de materiales semiconductores comienza con la purificación del material base. El silicio, por ejemplo, se extrae de la arena y luego se somete a un proceso de purificación química y térmica para eliminar las impurezas. El material purificado se corta en lingotes cilíndricos que se cortan en láminas delgadas llamadas obleas.
Las obleas se someten a varios procesos de deposición y litografía para crear patrones en la superficie del material. Estos patrones se utilizan para crear circuitos integrados y otros dispositivos electrónicos. Los procesos de deposición pueden incluir deposición de vapor químico (CVD), deposición de vapor físico (PVD) y deposición electroquímica (ECD).
Una vez que se han creado los patrones en la oblea, se somete a varios procesos de grabado y deposición para crear las capas de material necesarias para el dispositivo electrónico. Los procesos de grabado pueden incluir grabado húmedo o grabado seco, dependiendo del material y el tipo de dispositivo que se esté fabricando.
Los circuitos integrados pueden ser lineales o digitales. Los circuitos integrados lineales se utilizan para amplificar señales analógicas, mientras que los circuitos integrados digitales se utilizan para procesar señales digitales. Los circuitos integrados digitales se dividen en dos categorías principales: lógica combinacional y lógica secuencial.
La electrónica tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana, desde dispositivos móviles y computadoras hasta sistemas de control de procesos y equipos médicos. Los circuitos integrados digitales se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la comunicación inalámbrica hasta la automatización industrial y la robótica.
Existen diferentes tipos de chips, como los microcontroladores, los procesadores, los ASIC y los FPGAs. Los microcontroladores son chips que contienen un procesador, memoria y periféricos integrados. Los procesadores son chips que se utilizan para procesar datos y ejecutar programas. Los ASIC son chips diseñados para una aplicación específica, mientras que los FPGAs son chips que se pueden programar para realizar diferentes tareas.
El biestable astable es un circuito integrado que se utiliza para generar señales de reloj. El circuito se compone de dos biestables conectados en serie, lo que hace que la salida oscile entre dos estados. El biestable astable se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde sistemas de temporización hasta la generación de señales de reloj para circuitos digitales.
Un flip flop RS es un circuito lógico compuesto por dos puertas NAND o NOR que tiene dos entradas (R y S) y dos salidas complementarias (Q y Q’). Su función es almacenar un bit de información y permitir su cambio de estado en respuesta a una señal de control.
Un circuito monoestable funciona mediante la utilización de un disparador de entrada que produce una señal de pulso corto. Esta señal se utiliza para cambiar el estado de un flip-flop, lo que a su vez desencadena una salida de pulso corto. Después de que se produce el pulso de salida, el circuito volverá a su estado estable original. Este tipo de circuito se utiliza comúnmente en la electrónica para producir pulsos de temporización precisos y para controlar la secuencia de eventos en un sistema.
El integrado CD4017 es un contador/divisor de décadas que se utiliza ampliamente en circuitos electrónicos para producir secuencias de pulsos. Es capaz de contar hasta 10 y tiene 10 salidas que pueden activarse secuencialmente en función de la entrada de reloj. También se puede utilizar en aplicaciones de control de relés, luces LED y otros dispositivos electrónicos.