UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y/A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIA BSICAS TECNOLOGA E INGENIERAS PROGRAMAS INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

ALEXANDER QUINTERO COD. 7140797DARO JAVIER CHVEZ LPEZFERNANDO ANTONIO CRUZ MERCADODIANA MOUTHON JUEZPEDRO JUSTO PARRA RICARDO299008_16

Fase 1

TUTORNstor Javier Rodrguez

MICROELECTRNICA 2990082015 2

INTRODUCCIN

Este trabajo persigue la apropiacin de ciertos temas que hacen parte del mdulo de Microelectrnica de la UNAD y la adquisicin de destrezas, en el diseo e implementacin de circuitos lgicos, mediante la aplicacin de herramientas como los software DSCH y MICROWIND, que son de libre distribucin. Entre los temas mencionados podemos destacar: Introduccin a la microelectrnica, Procesos de fabricacin, Electrnica digital, Integracin de circuitos, Metodologas de diseo, Test de circuitos integrados, Dispositivos programables.Especficamente el proyecto tiene como finalidad la implementacin de un circuito lgico usando el programa Dsch y un diseo a nivel de layout usando el Microwind que debe estar limitado a condiciones establecidas en el planteamiento del problema; el grupo colaborativo debe entregar una nica solucin en el informe final, cuya calificacin equivaldr al 40% de la nota final del curso.

CONTENIDOINTRODUCCIN2RESUMEN4OBJETIVOS5GENERAL5ESPECFICOS5DESARROLLO6Aspectos importantes y relevantes de las lecturas6CASO DE ESTUDIO9Discusin del caso de estudio9RETROALIMENTACIN DE LOS COMPAEROS10FASE 1 DISEO DE LA COMPUERTA SELECCIONADA13PRESENTACIONES17Diseo de compuerta NOT17Presentacin circuitos digitales en prezi17Blog17CONCLUSIONES18REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS19

RESUMEN

En la siguiente presentacin se abordaran los temas de la unidad uno del curso de microelectrnica como son: amplificador operacional, transistores, electrnica digital, compuertas lgicas, se realizaran distintas soluciones para un estudio de casos en especfico,

Tambin se muestra el diseo y simulacin de una compuerta lgica donde se toma como base el estudio de caso de la fase 1 donde se dan a conocer las diferentes caractersticas del uso de la herramienta microwind y DSCH para elaborar de manera transistorizada con base de elementos CMOS una compuerta lgica y su posterior sustentacin mediante un video.

OBJETIVOS

GENERAL

Profundizar en el conocimiento de las teoras vistas en Microelectrnica sobre circuitos lgicos, como:procesos de fabricacin, Electrnica digital, Integracin de circuitos.

ESPECFICOS

Profundizar en el manejo de las herramientas de diseo microwind y DSCH

Desarrollo y sustentacin por medio de un video las actividades fase 1

Creacin de un blog en wix diseado por el grupo de trabajo colaborativo donde deber contener los temas y videos generados de la fase 1

DESARROLLO

Aspectos importantes y relevantes de las lecturas

La tecnologa digitalOtro aspecto importante en el desarrollo microelectrnica es el uso de los sistemas digitales donde su papel es de gran importancia por su aplicacin en el desarrollo de los circuito integrados donde gracia a ello se pudo manejar la informacin fsica en una informacin binaria y su visualizacin otro factor importante en la tecnologa digital es uso en las comunicaciones por tal motivo hoy en da nos podemos comunicar en cualquier lugar del mundo gracias a esta tecnologa.

El transistorEs bien sabido que con el esfuerzo de algunos hombres de ciencia se logr descubrir el funcionamiento de los transistores y los materiales necesarios para su buen funcionamiento como el germanio y el cilicio donde su aplicacin fue un gran reto cientfico en la configuracin de su dopado para convertirlo en un material semiconductor ideal para su correcto seccionamiento, se podra decir que sin estos descubrimiento la electrnica a baja escala hubiera sido imposible

Microelectrnica La microelectrnica es una ciencia que estudia la integracin de un gran nmero de dispositivos electrnicos sobre un solo componente, se ha convertido en la base del desarrollo de los sistemas informticos y de comunicaciones pudiendo ha podido minimizar la tecnologa obteniendo circuito de alta calidad economa y desempeo

Introduccin a la microelectrnica y procesos de fabricacinLas tcnicas de integracin de circuitos se beneficiaron de los avances tecnolgicos. Los procesos de implantacin inica y litografa permitieron realizar lneas de conexin en la oblea de silicio con anchuras del orden de micras. Adems, el avance en las tecnologas de integracin introdujeron los circuitos PMOS y CMOS, con unas caractersticas de tiempos de propagacin y potencia consumida cada vez mejores. La eficiencia, velocidad y produccin han mejorado continuamente en los transistores de unin y efecto de campo, a la vez que el tamao y el costo se ha reducido considerablemente.

Proceso De FabricacinLa integracin CMOS consiste en formar zonas semiconductoras N y P y la zona de xido de puerta con polisilicio encima de ella e interconectar los diversos transistores entre s y con la fuente de alimentacin, todas estas conexiones mediante lneas de metal (aluminio).

Fabricacin De BJT Y FETEl transistor de efecto campo es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo elctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET, como todos los transistores, pueden plantearse como resistencias controladas por voltaje.La mayora de los FET estn hechos usando las tcnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea monocristalina semiconductora como la regin activa o canal. La regin activa de los TFTs (thin-film transistores, o transistores de pelcula fina), por otra parte, es una pelcula que se deposita sobre un sustrato (usualmente vidrio, puesto que la principal aplicacin de los TFTs es como pantallas de cristal lquido o LCDs).

Amplificador Operacional.Es un circuito integrado utilizado en el campo de la electrnica el cual tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia).Este amplificador tiene diversas configuraciones las cuales son:Comparador, Seguidor, Inversor, No inversor, Sumador inversor, Restador, Integrador, Derivador, Osciladores como el puente de wien.

Aplicacin De Los Amplificadores Operacionales: Calculadoras analgicas Filtros Preamplificadores y buffers de audio y video Reguladores Conversores Evitar el efecto de carga Adaptadores de niveles (por ejemplo CMOS y TTL)

Electrnica Digital Y Circuitos CombinacionalesPuertas Lgicas: Una compuerta lgica es aquel circuito digital que tiene la capacidad de aplicar un proceso interno a sus n bits de entrada, que cumple con alguna de las operaciones definidas en el lgebra de Boole, y que cuyos resultados son manifiestos en sus bits de salida.A continuacin encontramos las compuertas lgicas:

AND OR, NOT, NAND, NOR, XOR, NXOR

Circuitos CombinacionalesLos circuitos lgicos digitales pueden ser de dos tipos: combinacionales o secuenciales. Sistemas digitales combinacionales: Aquellos en los que sus salidas slo depende del estado de sus entradas en un momento dado. Por lo tanto, no necesita mdulos de memoria, ya que las salidas no dependen de los estados previos de las entradas. Sistemas digitales secuenciales: Aquellos en los que sus salidas dependen adems del estado de sus entradas en un momento dado, de estados previos. Esta clase de sistemas necesitan elementos de memoria que recojan la informacin de la 'historia pasada' del sistema. Diremos pues, que un circuito combinacional real es aquel en el cual las salidas dependen exclusivamente de las seales de entrada aplicadas, una vez transcurrido el tiempo necesario para la estabilizacin de las salidas, desde la aplicacin de las seales de entrada. Entre los circuitos combinacionales clsicos tenemos:Lgicos Generador/Detector de paridad Multiplexor y Demultiplexor Codificador y Decodificador Conversor de cdigo Comparador Aritmticos Sumador Aritmticos y lgicos Unidad aritmtico lgica

CASO DE ESTUDIOEn la universidad (Universidad Nacional de Ingenieras: UNI) cuya facultad de ingeniera electrnica ha comenzado a crecer en desarrollo tecnolgico, desean construir un laboratorio automatizado con dos salones para que se puedan desarrollar prcticas de dos cursos al tiempo y tambin se pueda usar como laboratorio de experimentacin de los cursos propios del programa y centro de investigacin tecnolgico.

Discusin del caso de estudioLuego de debatir sobre las distintas soluciones del caso descrito anteriormente, se llega a las siguientes conclusiones.

Un control de acceso de personalEste sistema controlara la entrada y salida de personal de las puertas principales de cada saln, ya sea mediante hulleros o cerraduras electrnicas con tablero digital. Un sistema de control de gases y ventilacinEste sistema controlara los aires circndate para evitar la acumulacin de gases peligrososUn sistema de control de cierre y apertura de ventanasEste sistema controlara la apertura y cierre de la ventana mediante sistemas electrnicos. Automatizar el sistema de encendido de la luces de los salones, mediante sensores de proximidad o de movimientos con el fin de remplazar los interruptores convencionales y evitar cortos circuito por falla en estos componentes mecnicos.Generar energa elctrica mediante la luz solar, para esto se utilizara paneles solares ubicados estratgicamente al exterior de los salones. Con esto se obtiene un grado de automatizacin alto y se contribuye con la preservacin del medio ambiente. Implementar un sistema de alarma y vigilancia mediante cmaras. Implementar herramientas informticas como son la comunicacin bidireccional entre varias partes (entre los dos salones), mediante el internet y aparatos electrnicos e informticos. Tener en el laboratorio pequeos proyectos con el fin de motivar a los estudiantes, ejemplo de estos seran, carros seguidores de lnea, manos robticas, contadores, luces rtmicas, entre muchos ms.

RETROALIMENTACIN DE LOS COMPAEROS

Daro Chvez Conclusin de acuerdo a la patente 5, 755,942Para el diseo de este proyecto se deduce que se hace necesario la implementacin de tecnologas como: electro-cintica, tales como electroforesis o electro-smosis. El sistema de la invencin comprende una matriz de dispositivo de pozos de tamao de micrones y canales de conexin en un sustrato que se conecta con una estacin para dispensar lquidos para recoger fluidos y desde, la matriz, y para la realizacin de mediciones electro-pticos de material en los pocillos. La estacin tambin est conectado al aparato de control medio para controlar el flujo de fluido a los canales y pozos y para recoger los datos de medicin desde el sustrato.Los elementos anteriores son interdependientes y juntos pueden realizar una variedad de tareas en paralelo.Los pocillos individuales de la matriz y su secuencia pueden ser variadas dependiendo de la sntesis o anlisis a realizar.As, la funcin de las matrices se puede cambiar fcilmente, con slo la necesidad adicional para elegir significa interfaz adecuada para monitorizar y controlar el flujo de fluidos a la matriz particular que se use y la prueba o sntesis a realizar.

Alexander Quintero Conclusin de acuerdo a la patente 5, 755,942Esta patente Se trata de un sistema o matriz microelectrnica y fludica con particiones. Ms particularmente, se refiere a un sistema que incluye una serie de dispositivos de transferencia de fluidos y micro electrnicos para llevar a cabo diversos procesos El sistema consta de una matriz de dispositivo tamao micromtrico pozos y canales de conexin en un sustrato que se conecta con una estacin para dispensar y recoger fluidos y realizar electro mediciones pticas de material en los pozos, el sistema anterior puede ser usado para realizar diversos diagnsticos clnicos. Tales como ensayos para DNA, deteccin de anticuerpos y un gran nmero de aplicaciones en la investigacin y la medicina.Es de anotar que la investigacin en la microelectrnica ha llevado al hombre a grandes descubrimiento en la minimizacin y simplificacin de los procesos teniendo como ventaja la reduccin de los costos y tiempo en comparacin con procesos anteriores

Pedro Justo Parra RicardoConclusin de acuerdo a la patente 5, 755,942Esta invencin comprende una matriz de dispositivos de pozos del tamao de micrones y muchos canales de conexin en un sustrato que es conectado en una estacin con el propsito de dispensar lquidos para el recogimiento de fluidos desde, la matriz, y para la realizar mediciones electro-pticos de material en los pocillos. Esta estacin tambin est conectada al aparato de control medios para controlar el flujo de fluido a los canales y pozos y para recoger todos los datos de medicin del sustrato. Los elementos anteriores son interdependientes y juntos pueden realizar una variedad de tareas en paralelo de gran uso y de importancia.Son realizaciones de pruebas o sntesis que siempre estn en paralelo que comprenden un canal de muestra para mover muestras en una matriz de micro laboratorio de una pluralidad de pozos siempre conectados por uno o ms canales para el ensayo de las sntesis y muestras en grandes hospitales, una estacin para alojar la matriz y una sistema ptico que comprende al menos una fuente de luz y al menos un detector de luz para la medicin de todas las muestras en la matriz, y un gran medio de conectar elctricamente dicho conjunto a un aparato capaz de monitorizar y controlar el flujo de fluidos en la matriz para una gran labor.Las muestras se cargan desde un canal de carga comn en la matriz, procesado en los pozos y las mediciones tomadas por el sistema ptico. La matriz puede procesar muchas muestras, o sintetizar muchos compuestos en paralelo, reduciendo el tiempo requerido para tales procesos.

Diana Mouthon JuezPATENTE US5755942Como conclusin de la lectura anterior correspondiente al tema Patente US5755942 la cual consiste en un sistema para el procesamiento de una pluralidad de pruebas o sntesis en paralelo que comprende un canal de muestra para mover muestras en una matriz de micro laboratorio de una pluralidad de pozos conectados por uno o ms canales para el ensayo o la sntesis de muestras , una estacin para alojar la matriz y una sistema ptico que comprende al menos una fuente de luz y al menos un detector de luz para la medicin de las muestras en la matriz, y un medio de conectar elctricamente dicho conjunto a un aparato capaz de monitorizar y controlar el flujo de fluidos en la matriz.Las muestras se cargan desde un canal de carga comn en la matriz, procesado en los pozos y las mediciones tomadas por el sistema ptico. La matriz puede procesar muchas muestras, o sintetizar muchos compuestos en paralelo, reduciendo el tiempo requerido para tales procesos.Se puede relacionar la nanotecnologa, los nano materiales, donde se logr dar un gran paso de mucha importancia y utilidad para el hombre, y una de esos resultados es la invencin surgida como es la patente US5755942, la cual consiste en un sistema de procesamiento de mltiples pruebas tanto en la salud humana como son los fluidos en este caso en sangre, pudiendo determinar resultados correspondientes al ADN humano y el sistema inmune, tambin el proceso y sntesis de compuestos qumicos como medicamentos logrndose un gran avance en efectividad del mismo y mejoras que permiten reducir costos, espacio y tiempo.Mediante esta lectura de la patente se logra conocer y comprender la estructura y composicin y procesos de la invencin de este sistema, como un aporte importante para la mejorar la salud; que este sistema se compone de una serie de dispositivos: como un ordenador, el disco micro laboratorio modular paralelo 14, bombas electromecnicas miniaturizados, conceptos como electrosmosis y electrocintica, etc. Todo realizado a nivel micro complementado con los avances de la tecnologa en electrnica como la automatizacin se ha logrados mejores resultados y eficacia, permitiendo avanzar en el bienestar y la salud del hombre.

Fernando Antonio cruzPATENTE 5, 755,942La patente 5,755,942, se trata de un sistema o matriz microelectrnica y fludica con particiones, la cual incluye una variedad de dispositivos de microelectrnica y de transferencia de fluido que llevan a cabo diversos procesos, consta de un dispositivo matriz tamao micromtrico y canales de conexin que se conectan a una estacin para dispensar lquidos para el recogimiento de fluido desde la matriz y realizar mediciones electro-pticos de material en los pocillos.La estacin consta de una conexin al dispositivo de control, que controlan el flujo de lquidos a los canales y pozos, con los que recoge todos los datos de medicin de sustrato.Se realizan mltiples pruebas en paralelo, para mover muestras en una matriz de micro-laboratorios, con una cantidad de pozos conectados por uno o mas canales, que son utilizados en grandes hospitales en el ensayo de sntesis y muestras, consta de una estacin donde permanece la matriz y una estacin ptica que comprende una fuente de luz y un detector de luz para la medicin de las muestras de la matriz.

FASE 1 DISEO DE LA COMPUERTA SELECCIONADA

Una de la compuerta a usar en el diseo de la fase 1 del colaborativo 1 es la compuerta NOT o inversora donde a continuacin se presenta la tabla de verdad.

AF

01

1O

En el diseo electrnico de esta compuerta se usan dos transistores mosfet uno canal n y otro canal p los cuales se acoplan mediante la conexin ttem.

Se realiza el diseo de la compuerta escogida por el grupo mediante la paleta de componentes.

la paleta de componentes

Se verifica que el diseo que funciones correctamente y que no haiga errores por medio del icono de play.

Despus de realizar la simulacin procedemos al guardado de nuestro diseo en la opcin file, opcin save as y escogemos la carpeta de destino tambin guardamos el verilog file y le damos un nombre a nuestro diseo.

Despus de guardado el dsch procedemos a generar el layout en la herramienta Microwind lo primero es hacer algunos ajuste en la opcin selet foundry en la opcin file se escoje el rul de 12

Luego en la opcin compile, opcin verilog file se busca el archivo que guardamos en dsch

Se compila el archivo y se genera el layout.

Esta herramienta tiene mltiples opciones como generacin de frecuencia comparaciones de voltajes tambin se puede generar una vista 3d de nuestro diseo.

PRESENTACIONES

Diseo de compuerta NOT https://youtu.be/2FhhSFowaZMPresentacin circuitos digitales en prezi y youtubehttps://www.youtube.com/watch?t=18&v=5UcKgeh1E9ohttps://prezi.com/gfzpx7jyappc/universidad-nacional-abierta-ya-distancia-escuela-de-cienc/Blog http://dariojaviercha.wix.com/unad-microelectronic

CONCLUSIONES

La microelectrnica es una ciencia que estudia la integracin de un gran nmero de dispositivos electrnicos sobre un solo componente, se ha convertido en la base del desarrollo de los sistemas informticos y de comunicacionesha podido minimizar la tecnologa obteniendo circuito de alta calidad economa y desempeo.

Otro aspecto importante en el desarrollo microelectrnica es el uso de los sistemas digitales donde su papel es de gran importancia por su aplicacin en el desarrollo de los circuito integrados donde gracia a ello se pudo manejar la informacin fsica en una informacin binaria y su visualizacin otro factor importante en la tecnologa digital es uso en las comunicaciones por tal motivo hoy en da nos podemos comunicar en cualquier lugar del mundo tambin Se tuvo un aprendizaje significativo abarcando la temtica de la unidad uno del curso de microelectrnica.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Patents,(26 de mayo de 1998)la patente 5, 755,942, recuperado de: https://www.google.com/patents/US5755942

Uhu,(septiembre de 2015), dispositivos lgicos programables, recuperado: http://www.uhu.es/rafael.lopezahumada/Cursos_anteriores/fund97_98/plds.pdf

Robayo, F. (2009).El amplificador Operacional y Tcnicas de diseoMicroelectrnico. Bogot D.C.: Universidad Nacional Abierta y/a Distancia.Disponible en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299008/299008_AVA/Entorno_de_Conocimiento/Unidad_1/El_amplificador_operacional_y_tecnicas_de_diseno_ croelectronico.pdf

Velasco Medina, J., & Prez Uribe, A (1994). Dispositivos Lgicos Programables. Revista Energa y Computacin, 3(1)..Consultado en 10, 18, 2014 enhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/299008/299008_AVA/Entorno_de_Conocimiento/Unidad_1/260-943-1-PB.PDF