Layout de un transistor MOSFET

En esta ocasión aprenderemos cómo hacer el plano de layout de un transistor.

Introducción

Recordemos que el símbolo simplificado del transistor MOSFET, tiene 3 terminales, tal como se muestra en las siguientes figuras:

Diagrama simplificado, de 3 terminales, del transistor MOSFET de canal N.

Diagrama simplificado, de 3 terminales, del transistor MOSFET de canal P.

El Inversor MOSFET (Compuerta NOT CMOS)

Estructura de la compuerta

Durante la clase hemos visto cómo los transistores pueden modelarse como interruptores bajo ciertas condiciones. Ahora usaremos esta propiedad para poder caracterizar el comportamiento de las compuertas lógicas. Primero asumiendo el comportamiento ideal de los dispositivos para comprender el mecanismo de operación de la compuerta, para luego pasar a los detalles que están fuera del modelo idealizado mediante el análisis de las características no ideales del circuito.

Diagrama esquemático de la compuerta NOT, usando transistors MOSFET de canal N y P.

Semiconductores Extrínsecos e Intrínsecos

Como vimos anteriormente, los semiconductores son materiales que permiten el flujo de corriente eléctrica por su estructura, presentando cierta resistencia.

Podemos clasificar a los semiconductores en dos grandes categorías:

• Intrínsecos: que son los semiconductores que se encuentran en la naturaleza.
• Extrínsecos: que son los fabricados a nivel industrial.

Roca de Silicio en su forma natural, cuando es un aislante intrínseco.

Breve historia del transistor

Los transistores operan bajo el mismo principio que los triódos de tubo de vacío o bulbos. En lugar de cátodo, ánodo y rejilla, los transistores tienen un colector, emisor y base. La corriente fluye a través del colector, es modulada en la base (el equivalente de la rejilla en el bulbo) y después sale por el emisor.

Primer transistor desarrollado en 1947 por los laboratorios Bell.

Breve historia del "bulbo"

Los tubos de vacío, o"bulbos" como se les conoce también, revolucionaron e impulsaron los grandes avances de la industria electrónica desde el momento de su aparición a inicios del siglo XX.

Tubos de Vacío o "Búlbos"

¿Qué es la capa de valencia?

La capa de valencia

La capa de valencia de un elemento, es como se denomina a la última capa orbital que contiene cada átomo de dicho elemento, es decir, es la órbita electrónica exterior del átomo, si lo vemos en el modelo orbital tradicional. Los electrones que orbitan al átomo en esta capa, se conocen como electrones de valencia, y el número de estos, es lo que conocemos como número de valencia.

En el modelo atómico orbital, pueden existir, sólo 7 niveles orbitales alrededor del núcleo, conformando lo que se conoce como "electrosfera", y cada uno de estos niveles puede contener sólo una cantidad determinada de electrones. El físico Linus Pauling desarrolló un modelo basado en un diagrama dibujado, que ayuda a visualizar la distribución de los electrones de un átomo a través de sus niveles orbitaltes.

¿Qué es un semiconductor?

El término semiconductor es usado de manera amplia en los medios cuando se habla de avances tecnológicos y nuevos productos de la industria electrónica. Sin embargo, a pesar de ser un término cuyo uso se ha generalizado y que casi cualquier persona reconoce, pocas en realidad entienden verdaderamente que vuelve a un material un semiconductor. Entonces, tratemos de aclarar este término.

La mayor parte de la ingeniería electrónica actual se basa en la conducción de partículas con carga eléctrica (electrones) a través de materiales sólidos, desde un punto A hacia un punto B. El camino entre A y B se conoce como un circuito. Un mismo circuito puede estar formado con diferentes materiales; algunos conductores (como cobre) y otros semiconductores (como tungsteno). La resistencia que ofrecen estos materiales al flujo de electrones, puede medirse y se denomina resistividad. De acuerdo a este patrón, podemos clasificar estos materiales, de acuerdo a su  resistividad, en tres grandes grupos: conductores, semiconductores y aislantes.