Colegio Sagrado Corazón

MICROCHIP

Integrantes: Giménez Estéfano y Tavella Pablo

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MICROCHIP

Un pequeño chip con una gran capacidad

Un circuito integrado, conocido como chip o microchip, es una tarjeta pequeña de

material semiconductor, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos en general

mediante fotolitografía y está protegida dentro de una capsula de plástico. El

encapsulado tiene conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la

tarjeta y un circuito impreso. Si no estuvieran los microchips, no existirían las

calculadoras, las computadoras, etc. Además estos chips, almacenan gran cantidad de

información.

Los microchips están hechos de silicio, y su elaboración lleva mucho tiempo. Cerca de

un billón de transistores se amontonan en un centímetro cuadrado, por eso, cualquier

contaminación, por más pequeña que sea, resulta desastrosa.

Se considera que el inventor del microchip es el norteamericano pionero en electrónica

llamado Jack Kilby. Soldó cinco transistores sobre una pieza de germanio para crear

un circuito y este chip tenía apenas el tamaño de un gancho para papeles.

Las estructuras de los microchips se volvieron cada vez más pequeñas. A medida que

los tamaños se han reducido a escalas de átomos, los fabricantes se están acercando

cada vez más a los límites de la miniaturización. Los investigadores están buscando

soluciones tales como el uso de pequeños “mini tubos de carbón”, los cuales esperan

utilizar en los microchips del futuro.

Son tres las ventajas que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrónicos:

o Su menor costo; su mayor eficiencia energética y su reducido tamaño.

El bajo costo es debido a que los circuitos integrados son fabricados siendo impresos como una sola pieza por fotolitografía a partir de una oblea, generalmente de silicio, permitiendo la producción en cadena de grandes cantidades, con bajas posibilidades de defectos.

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Su reducido tamaño en relación a los circuitos discreto; un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones de transistores en pocos centímetros cuadrados.

Como circuito integrado más complejo y avanzado se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde computadoras hasta celulares. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados. El costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto. El rendimiento de los circuitos integrados es alto debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de bajo consumo. La informática, las comunicaciones, la manufactura y los sistemas de transporte, incluyendo Internet, todos dependen de la existencia de los circuitos integrados.

Existen tres tipos de circuitos integrados:

Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen de otros materiales.

Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica.

Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resina para protegerlo.

En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:

Circuitos integrados analógicos: pueden contener desde simples transistores juntos en capsulas hasta circuitos complejos. Circuitos integrados digitales: pueden ser desde los más simples dispositivos electrónicos hasta los más complejos microprocesadores.

La fabricación de los Circuitos Integrados es compleja ya que tienen una gran cantidad de componentes en un espacio muy pequeño, o sea son microscópicos.

Hay límites físicos y económicos en el desarrollo de los circuitos integrados. Ellos son:

Disipación de potencia: cuando la cantidad de componentes integrados en un espacio dado aumenta, las exigencias en cuanto a disipación de potencia, también aumentan. Se calienta el sustrato y degrada el comportamiento del dispositivo. Cuanto mayor sea la temperatura, más corriente conducen, fenómeno conocido como "embalamiento térmico" y, si no se evita, puede llegar a destruir el dispositivo. Contienen una cápsula con partes metálicas, que al ponerse en contacto con la parte inferior del chip, sirven de conducto térmico para transferir el calor del chip al disipador o al ambiente. Los circuitos digitales resuelven este problema reduciendo la tensión de alimentación y utilizando tecnologías de bajo consumo.

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Capacidades y autoinducciones parásitas: hace referencia a las conexiones eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito, limitando su frecuencia de funcionamiento. Con pastillas más pequeñas se puede reducir la capacidad y la autoinducción de ellas.

Límites en los componentes

Resistencias: Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Para ello se utilizan valores reducidos.

Condensadores: son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie.

Bobinas: Se usan en circuitos de radiofrecuencia.

Densidad de integración: hay una cantidad de componentes del circuito final que no funciona correctamente. Cuando el chip tiene una cantidad mayor de componentes, estos componentes con defectos o fallas disminuyen la proporción de chips funcionales.

Usos actuales de microchips:

o Implantación en el organismo de cualquier animal: cada animal que tenga en su organismo uno de estos microchips, será únicos y diferenciable de cualquier otro. Esta característica de ser diferenciable de cualquier otro se logra en la memoria, es decir, la memoria de estos microchips permite tener un numero conformado por 9 dígitos y 4 letras, los cuales combinados, permiten 70 trillones de opciones. Esta combinación se detecta a partir de un lector de microchips. El microchip esta formado por un circuito pequeño encapsulado por un cristal biocompatible, el cual es recubierto por una fina capa de un elemento similar al látex, por ello, no existe rechazo por parte del organismo del animal. Este es inyectado bajo la piel, y el mismo organismo forma una capa de proteína que permite que no migre. Este microchip no emite ninguna señal por si mismo, a esto lo hace un sistema de identificación permanente. Se calcula que puede durar aproximadamente hasta 75 años.

o Implantación en humanos: El implante más conocido es VeriChip. Es un nano-chip que

contiene información relativa a su portador, que le han sido grabadas y pueden ser

recuperadas por un sistema de identificación por radiofrecuencia (RFID).Tiene el

tamaño de un grano de arroz y se implanta generalmente por encima de la zona de los

tríceps de la persona, en el brazo derecho. Al escanearlo responde con un número de

16 dígitos que puede relacionarse con información del usuario y almacenada en una

base de datos para verificar la identidad, acceder a los registros médicos y otros usos.

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Sirven para: _Pagar en tiendas sin necesidad de tarjetas de crédito.

_Controlar a empleados.

_Mejorar la seguridad y los retrasos a los viajeros.

_Controlar a niños.

_Acceder a la historia medica de pacientes.

o Otros usos: Microprocesadores, aplicaciones digitales, informática, manufactura,

sistemas de transporte, etc.

Actualidad: - Se ha creado un prototipo de microchip que tiene la capacidad de detectar y

aislar células tumorales presentes en la sangre. Esto en un futuro puede mejorar un diagnostico

temprano del cáncer. Esta fabricado en plástico y podría emplearse en la detección de metástasis

.Este microchip tiene un canal en el que se sitúa la muestra de sangre y gracias al empleo de

ultrasonidos detecta la presencia o no de células tumorales. Esto esta siendo estudiado por

científicos de España.

Glosario:

Fotolitografía: es un proceso que se utiliza para fabricar circuitos integrados mediante la

transferencia de un patrón desde una retícula a la superficie de una oblea.

Transistor: receptor.

Germanio: es un elemento químico metálico de color blanco que se oxida a altas temperaturas

y resiste a los ácidos.