compoñentes electrónicos novos e orixinais TPA3116D2DADR Circuito integrado IC Chips

Nos primeiros días do chip de semicondutores, o silicio non era o protagonista, senón o xermanio.O primeiro transistor foi un transistor baseado en xermanio e o primeiro chip de circuíto integrado foi un chip de xermanio.
O primeiro transistor foi inventado por Bardeen e Bratton, que inventaron o transistor bipolar (BJT).O primeiro díodo de unión P/N foi inventado por Shockley e, inmediatamente, este tipo de unión deseñado por Shockley converteuse na estrutura estándar para o BJT e está en servizo hoxe.Os tres tamén foron galardoados co Premio Nobel de Física ese ano en 1956.
Un transistor pode entenderse simplemente como un interruptor en miniatura.Dependendo das propiedades do semicondutor, pódese formar un semicondutor de tipo N dopando o semicondutor con fósforo e un semicondutor de tipo P con boro.A combinación de semicondutores tipo N e tipo P forma a unión PN, unha estrutura importante nos chips electrónicos;isto permite que se realicen operacións lóxicas específicas (como con portas, ou portas, non portas, etc.)
O xermanio, porén, ten algúns problemas moi difíciles, como os moitos defectos de interface no semicondutor, a escasa estabilidade térmica e a falta de óxidos densos.Ademais, o xermanio é un elemento raro, con só 7 partes por millón na codia terrestre, e os minerais de xermanio tamén están moi dispersos.É porque o xermanio é moi raro e non está concentrado que o custo das materias primas para o xermanio segue sendo elevado;as cousas son raras e o alto custo das materias primas fai que os transistores de xermanio non sexan máis baratos, polo que é difícil producir transistores de xermanio a gran escala.

Os investigadores, polo tanto, subiron un nivel e miraron o elemento silicio.Poderíase dicir que todas as deficiencias inherentes do xermanio son vantaxes inherentes ao silicio.

O silicio é o segundo elemento máis abundante despois do osíxeno, pero basicamente non podes atopar monómeros de silicio na natureza;os seus compostos máis comúns son a sílice e os silicatos.Deles, a sílice é á súa vez un dos principais compoñentes da area.Ademais, compostos como o feldespato, o granito e o cuarzo están baseados en compostos de sílice e osíxeno.

O silicio é térmicamente estable, ten un óxido denso e de alta constante dieléctrica e pódese preparar facilmente cunha interface silicio-óxido de silicio con moi poucos defectos interfaciais.

O óxido de silicio é insoluble en auga (o óxido de xermanio é soluble en auga) e insoluble na maioría dos ácidos, o que é simplemente unha combinación perfecta para a técnica de impresión por corrosión utilizada para placas de circuíto impreso.O produto desta combinación é o proceso plano para circuítos integrados que continúa ata hoxe.
Columnas de cristal de silicio

A viaxe de Silicon ao cumio
Unha empresa fracasada: dise que Shockley viu unha enorme oportunidade de mercado nun momento no que aínda ninguén conseguira fabricar un transistor de silicio;é por iso que deixou Bell Labs en 1956 para iniciar a súa propia empresa en California.Desafortunadamente, Shockley non era un bo emprendedor e a súa xestión empresarial foi un recado tonto en comparación coas súas habilidades académicas.Así que o propio Shockley non cumpriu a ambición de substituír o xermanio por silicio, e o escenario para o resto da súa vida foi o podio da Universidade de Stanford.Un ano despois da súa fundación, os oito talentosos mozos que reclutara desertaron del en masa, e foron os "oito traidores" os que completarán a ambición de substituír o xermanio por silicio.

O ascenso do transistor de silicio

Antes de que os Oito Renegados fundasen Fairchild Semiconductor, os transistores de xermanio eran o mercado dominante para os transistores, con case 30 millóns de transistores fabricados nos Estados Unidos en 1957, só un millón de transistores de silicio e case 29 millóns de transistores de xermanio.Cunha cota de mercado do 20%, Texas Instruments converteuse no xigante do mercado de transistores.
Oito Renegades e Fairchild Semiconductor

Os maiores clientes do mercado, o goberno e o exército dos EUA, queren usar os chips en gran cantidade en foguetes e mísiles, aumentando a valiosa carga de lanzamento e mellorando a fiabilidade dos terminais de control.Pero os transistores tamén se enfrontarán a duras condicións de funcionamento causadas por altas temperaturas e vibracións violentas.

O xermanio é o primeiro en perder no que se refire á temperatura: os transistores de xermanio poden soportar temperaturas de só 80 °C, mentres que os requisitos militares son para un funcionamento estable incluso a 200 °C.Só os transistores de silicio poden soportar esta temperatura.
O transistor de silicio tradicional

Fairchild inventou o proceso de fabricación de transistores de silicio, facéndoos tan sinxelos e eficientes como os libros impresos e moito máis baratos que os transistores de xermanio en termos de prezo.O proceso de Fairchild para fabricar transistores de silicio é groso do seguinte xeito.

En primeiro lugar, debúxase a man un trazado, ás veces tan grande que ocupa unha parede, e despois fotografase o debuxo e redúcese a unha pequena folla translúcida, moitas veces con dúas pistas de tres follas, cada unha representando unha capa de circuítos.

En segundo lugar, aplícase unha capa de material sensible á luz á oblea de silicio lisa cortada e pulida, e o láser/UV úsase para protexer o patrón do circuíto da folla de transiluminación á oblea de silicio.

En terceiro lugar, as áreas e liñas na parte escura da folla de transiluminación deixan patróns non expostos na oblea de silicio;estes patróns non expostos límpanse cunha solución ácida e engádense impurezas de semicondutores (técnica de difusión) ou chapan condutores metálicos.

En cuarto lugar, repetindo os tres pasos anteriores para cada oblea translúcida, pódense obter grandes cantidades de transistores en obleas de silicio, que son cortadas por traballadoras baixo un microscopio e despois conectadas a cables, e despois empaquetadas, probadas e vendidas.

Cos transistores de silicio dispoñibles en grandes cantidades, os oito fundadores renegados de Fairchild estaban entre as empresas que podían estar xunto a xigantes como Texas Instruments.

O impulso importante - Intel
Foi a posterior invención do circuíto integrado que resumiu o dominio do xermanio.Nese momento, había dúas liñas tecnolóxicas, unha para circuítos integrados en chips de xermanio de Texas Instruments e outra para circuítos integrados en chips de silicio de Fairchild.Nun primeiro momento, as dúas compañías tiveron unha feroz disputa sobre a propiedade das patentes dos circuítos integrados, pero posteriormente a Oficina de Patentes recoñeceu a propiedade das patentes dos circuítos integrados por ambas empresas.
Non obstante, como o proceso de Fairchild era máis avanzado, converteuse no estándar para os circuítos integrados e segue usándose na actualidade.Máis tarde, Noyce, o inventor do circuíto integrado, e Moore, o inventor da Lei de Moore, abandonaron Centron Semiconductor, quen, por certo, eran os dous membros dos "Oito Traidores".Xunto con Grove, crearon a que hoxe é a maior empresa de chips de semicondutores do mundo, Intel.
Os tres fundadores de Intel, dende a esquerda: Grove, Noyce e Moore

Nos desenvolvementos posteriores, Intel impulsou chips de silicio.Gañou a xigantes como Texas Instruments, Motorola e IBM para converterse no rei do sector de almacenamento de semicondutores e CPU.

A medida que Intel converteuse no xogador dominante na industria, o silicio tamén acabou co xermanio, e o que antes era Santa Clara Valley pasou a chamarse "Silicon Valley".Desde entón, os chips de silicio convertéronse no equivalente aos chips de semicondutores na percepción pública.

Non obstante, o xermanio ten algúns problemas moi difíciles de resolver, como os moitos defectos de interface dos semicondutores, a escasa estabilidade térmica e a falta de óxidos densos.Ademais, o xermanio é un elemento raro, con só 7 partes por millón na codia terrestre, e os minerais de xermanio tamén están moi dispersos.É porque o xermanio é moi raro e non está concentrado que o custo das materias primas para o xermanio segue sendo elevado;as cousas son raras e o alto custo das materias primas fai que os transistores de xermanio non sexan máis baratos, polo que é difícil producir transistores de xermanio a gran escala.

Os investigadores, polo tanto, subiron un nivel e miraron o elemento silicio.Poderíase dicir que todas as debilidades inherentes do xermanio son as fortalezas inherentes do silicio.

O silicio é o segundo elemento máis abundante despois do osíxeno, pero basicamente non podes atopar monómeros de silicio na natureza;os seus compostos máis comúns son a sílice e os silicatos.Deles, a sílice é á súa vez un dos principais compoñentes da area.Ademais, compostos como o feldespato, o granito e o cuarzo están baseados en compostos de sílice e osíxeno.

O silicio é térmicamente estable, ten un óxido denso e de alta constante dieléctrica e pódese preparar facilmente cunha interface silicio-óxido de silicio con moi poucos defectos interfaciais.

O óxido de silicio é insoluble en auga (o óxido de xermanio é soluble en auga) e insoluble na maioría dos ácidos, o que é simplemente unha combinación perfecta para a técnica de impresión por corrosión utilizada para placas de circuíto impreso.O produto desta combinación é o proceso planar de circuítos integrados que continúa ata hoxe.