Electrónica evoluçao2

1.386 visualizações

Publicada em

Evoluçao da electronica ate ao sec XXI

Publicada em: Tecnologia
0 comentários
2 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.386
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
207
Comentários
0
Gostaram
2
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Electrónica evoluçao2

  1. 1. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Electrónica Evolução07-03-2012 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  O circuito Integrado (Cont.) Tipos de Circuitos Integrados: • Híbridos: • Thick-film • Thin-film • Monolíticos: • Standard • ASIC • Híbridos: • Híbridos: Thin-Film Circuits Thick-Film Circuits07-03-2012 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 • Displays: • Tácteis Thin-Film Circuits; TFT-LCD’s • LCD’s07-03-2012 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 • Displays:Thin-Film Circuits; TFT-LCD’s  Quando é aplicada uma voltagem aos A Luz “backlight” atravessa o LC’s, alteram a intensidade e o ângulo da luz (Twist), modificando o seu comprimento de onda. filtro de polarização vertical. Finalmente a luz passa através dum filtro depolarização horizontal, purificando as cores. A luz passa através dos filtros de cor A camada de cristais líquidos está que contêm “pixels”, cada um composto por “ensanduichada” entre duas placas de três “sub-pixels” RGB respectivamente. A vidro. Os cristais bloqueiam a luz até que combinação de diferentes níveis dos lhes seja aplicado um potencial eléctrico. três, possibilita 256 milhões de cores.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 • Displays: Thin-Film Circuits; Plasma07-03-2012 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 • Displays: Thin-Film Circuits; Plasma Funcionamento do Plasma http://electronics.howstuffworks.com/plasma-display2.htmhttp://electronics.howstuffworks.com/plasma-display2.htm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicação Especial) Anos 80…ASIC (Aplication Special Integrated Circuits):componentes em “arrays” programáveis pelo utilizador.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Anos 80… Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)ASIC (Aplication Special Integrate Circuit):componentes em “arrays” programáveis pelo utilizador.Com mais de 56 milhões de gates por chip; comtensões de operação na ordem de 0.85V a 1.65V, e I/0podem operar de 2.5V e 3.3V;a junção opera numamargem de temperaturas temperatura de -40°C a 125°Ccom o dobro de densidade de gates nesta tecnologiade 0.18 microns.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) Classificação dos ASICs Anos 80… • Semicustom • Interligações conforme o utilizador. • Custom • Todas as camadas (masks) conforme utilizador • Standard Cell • Full Custom • Programmable (Field Programmable Logic Devices) • Writable (Laser, Fuse, Antifuse, OTP EPROM) • Writable /erasable (EPROM, EEPROM, Flash memory, Ferroelectric) • Volatile (SRAM, FPGA).Vantagens dos ASICs Desvantagens dos ASICs• Optimizados para aplicações específicas. • Custo elevado.• Área específica de consumo. • Desenvolvimento pago pelo utilizador.• Alta performance (maior compactação). • Um único fornecedor. • Necessidade de especialistas em design de IC’s. • Ciclo de desenvolvimento longo.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO Anos 60… Evolução Anos 60’s – Primeiros IC’s  • Anos 50’s: Primeiro transistor. 1958 Primeiro IC (J. Kilby - T.I.)  • Anos 60’s: Primeiro CI. 1960 1º IC Comercial – Circuitos lógicos RTL.(F.)  • Anos 70’s: Primeiro Microprocessador. 1963 1º IC Amplificador Operacional μA 702. (F.)  • Anos 80’s: ASICs (Application Specific 1964 Circuitos TTL (séries 54 e 74 (T.I.) Integrated Circuits) 1965 1º IC AmpOp de alta impedância μA 709 (F.)  • Anos 90’s: Micro Electro-Mechanical 1967 1º OPAMP Comparador μA 710. (F.) Systems (MEMS) 1967 1ª memória ROM 64 bits - (MOS tech.Fairchild).  • Anos 2000’s: System on Chip 1968 μA 741. 1968 OPAMP com transistores JFET. 1968 Tech.CMOS (RCA), calculadoras, relógios,… 1968 Memória ROM 1024 bits (PHILCO).07-03-2012 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO 1963  µA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild, desenvolveu o primeiro circuito integrado AmpOp monolítico, o que para a altura foi um sucesso relativo, já que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um “State of art”.O μA702, tinha contudo alguns problemas; voltagens dispares de +12V -6V, pouca largura de banda, tendência para queimar quando temporariamente curto circuitado… mas era o melhor que havia.1965 µA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de 15V , maior largura de banda, maior ganho (60.000), menores correntes… e foi um grande sucesso para a época, embora ainda com a fraqueza de não ter protecção contra curto circuitos…baseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patrão, Charles Spork que não cedeu, e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors...07-03-2012 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda, agora a trabalhar para a National Semiconductors, e desenhou um ampop com maior ganho, (160.000), e compensação de frequência, através de um condensador externo, e o melhor de tudo… foi o 1º ampop a ter protecção contra curto circuito….1968 µA741 Dave Fullagar, da Fairchild, desenhou este amplificador, muito similar ao LM101, mas com o condensador de compensação no interior do próprio IC, e foi um sucesso estrondoso, pelo que passados mais de 40 anos, ainda é utilizado hoje em dia….…1969 Charles Spork, tornou-se o director daNational Semiconductors, voltando a ser de novo opatrão de Bob Widlar…Desta vez acedeu ásexigências de Bob, e este reformou-se em 1970 nodia em que cumpria 33 anos de idade…Bob Widlartrabalhou de passagem para a “LinearElectronics” em 1980, e continuou a produzirdesigns para a National numa base deconsultoria, o resto da sua vida…faleceu em 1991com 53 anos… 07-03-2012 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO Anos 70… Anos 70’s - Microprocessador 1971 -1º Microprocessador comercial de 4-bit’s da INTEL, 4004. 2300 Transistores. Com 45 instruções. Tech.,PMOS. 1972 - Microprocessador de 8-bit’s, da INTEL 8008. 1973 - Microprocessador 8080, NMOS tech., INTEL, melhorado para Z80. 1974 - 1º Microprocessador CMOS, 1802,(RCA). 1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 – Fonte simples de 5V. 1976 - 1º Microprocessador 8048 (INTEL).07-03-2012 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO  Microprocessadores 19711971 - Inventado o microprocessador: a Intel produziu um microprocessador de 4-bits 4004.Em 1972 a bordo da Pioneer 10, (Voyager 1)o mais distante objecto feito pelo homem.2,300 transistoresTecnologia de 10-microns.46 instruções40.000 instruções/segundo.4-bit data /address bus.4-bit accumulator com “carry” separado e bits de teste. 16-registers de 4-bit scratch - pad (podem ser usados como registers de 8-bits). Um 12-bit PC (contador de programas), e mais três registers de 12-bit que constituem o “stack address”.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO  1982 - Microprocessadores O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal, durante a década de 1980. Foi lançado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research. Baseado num processador Z80-A a 3,50 MHz com 16 KBytes de ROM, o Spectrum estava disponível em duas versões, uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO  Microprocessadores 1978 - Microprocessadores 8086/8088 da Intel: 1982 - Microprocessadores Intel 80286: sucessor do 8086, mantendo compatibilidade de software.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO  Microprocessadores 1993 - Intel Pentium: primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instrução por ciclo de "clock". 2001 – Intel Xeon: baseado na arquitectura NetBurst, 1.5V, 85W a uma frequência de "clock" de 3GHz07-03-2012 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO  Microprocessadores  2003…2005 - Intel Itanium2…. Dual Core: Usa a tecnologia de instrução explicitamente paralela (EPIC). (EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores, substituindo as máquinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing). Possibilita a execução simultânea de instruções múltiplas. Dual Core, 64-bit’s, Front Side Bus…. 25 milhões de transístores na CPU, 300 milhões na memória cache de 2MBytes. Frequência de "clock" de 3GHz.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Anos 2000… Anos 2000’s – System on Chip (SoC) • Processador com hardware externo (network, USB, PCI interface …) no mesmo CI. • Propriedade intelectual (IP) –baseado no design. • Reuso do design. • Hardware-software co-design. • Custom ou baseado em FPGA.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  EVOLUÇÃO 1963  Lei de MooreGordon Moore, da Fairchild, co- fundador da Intel observou que o número dos componentes por unidade de área de um CI dobrava a cada 18 meses... A lei de Moore:Válida até aos nossos dias...07-03-2012 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90… Enquanto que os componentes microelectrónicos são fabricados usando processos de sequências de circuitos integrados (IC’s) (Ex.: processos CMOS, Bipolar ou BICMOS), os componentes micromecânicos são fabricados usando processos micromecânicos e litografia em 3D, compatíveis de adicionar ou subtrair camadas através de processos químicos, de vaporização ou corrosão, de modo a conseguir formar estruturas mecânicas ou electromecânicas a partir de uma base comum de silício; são estruturas mecânicas de dimensões micrométricas. 07-03-2012 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2  MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90…Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) é a integração de elementosmecânicos, sensores, actuadores e electrónica numa mesma base desilício, através do uso de tecnologias de micro fabricação.MEMS , por vezes com nomes de “micro machines”, ou “micro system technology”(MST).07-03-2012 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Aplicações e dimensões de MEMS Quartzo Bobines RF Filter Transistor Cristal Condensadores Filter (cerâmico) IF Chips Resistências (SAW) IF Filter (SAW) Reference MEMS Resonator Technology RF Switch Inductor IF Filter Single-Chip RF Filter Transceiver07-03-2012 Por : Luís Timóteo 23
  24. 24. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Da Macro á Nanotecnologia Natureza (Química do Carbono) Glóbulos ~ 2-5 m Cabelo humano ~ 70-100 m Fly Ashes Acaro do pó Formiga DNA ~ 10-20 m 200 m ~ 5 mm ~2-1/2 nm diâmetro NanoMundo MundoMicro MundoMacro -10 10 m -9 10 m -8 10 m -7 10 m 10 m-6 -5 10 m 10 m -4 10-3 m 10-2 m Polla dimension slide Soft raio-X Ultravioleta Visível Infravermelho Microondas 1 nanometro 1 micrometro 1 milímetro (nm) Transistor gate 60 nm ( m) Dispositivos MEMs (mm) 10 -100 m Cabeça de Pino 1-2 mmAtmos de silício Carbon Nanotube 1/10 nm ~2 nm diameter Fabricados (Química do Silício) 07-03-2012 Por : Luís Timóteo 25
  25. 25. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia“Nano” – Palavra de origem Grega para “anão” e significa 10-9, ou um milhão de vezes menor que o milímetro. Neste caso com referência a metros, 10-9 metros, ou 1 nanometro (nm). 1 nm é cerca de 3 vezes maior que um Átomo...Estamos quase lá….“Nanotecnologia” – A ciência de fabricar materiais e dispositivos de dimensões a nível de nanometros, ou á escala atómico/molecular.Nanotubos de Carbono (CNT) – 100 vezes mais rijos que o aço e seis vezes mais leves.07-03-2012 Por : Luís Timóteo 26
  26. 26. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia“áreas de influência”07-03-2012 Por : Luís Timóteo 27
  27. 27. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia “Top Down vs Bottom Up”07-03-2012 Por : Luís Timóteo 28
  28. 28. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia  Transistor Molecular OxigénioNitrogénioCarbono Hidrogénio Enxofre07-03-2012 Por : Luís Timóteo 29
  29. 29. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia  CNT Transístor07-03-2012 Por : Luís Timóteo 30
  30. 30. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia  CNT Transístor (infrared) http://pubs.acs.org/cen/video/8118/ibmvideo.avi07-03-2012 Por : Luís Timóteo 31
  31. 31. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia  Nanorobots e Modelagem07-03-2012 Por : Luís Timóteo 32
  32. 32. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia ?  1 metro!...  Vista Humana do Mundo.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 33
  33. 33. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  10 centímetros  O Mundo da Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 34
  34. 34. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  1 centímetro  Uma Mosca comum.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 35
  35. 35. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  100 micrómetros ( m)  Olho de uma Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 36
  36. 36. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  10 micrómetros ( m)  Array de Micro-Lentes no olho da Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 37
  37. 37. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  1 micrómetro (micron)  Cone Cristalino no Array de lentes no olho da Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 38
  38. 38. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  100 nanometros (nm)  Base do Cone Cristalino no Arrays de micro lentes do olho da Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm07-03-2012 Por : Luís Timóteo 39
  39. 39. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  10 nanometers (nm)  DNA do Cone Cristalino do olho da Mosca.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm Quase!...07-03-2012 Por : Luís Timóteo 40
  40. 40. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?  1 nanometer  Nucleotide Atom  Organic Base  Sugar Carbohydrate  Phosphate.  source: CERN http://microcosm.web.cern.ch/microcosm ...É a este nível!07-03-2012 Por : Luís Timóteo 41
  41. 41. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Nanotecnologia?...É a este nível!.....07-03-2012 Por : Luís Timóteo 42
  42. 42. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 207-03-2012 Por : Luís Timóteo 43
  43. 43. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Dúvidas? --- E a História não acaba por aqui!...07-03-2012 Por : Luís Timóteo 44
  44. 44. Electricidade e Electrónica: Evolução da Electrónica 2 Bibliografias http://www.necel.com/history/en/index.html http://www.hta-bi.bfh.ch/E/Laboratories/Microelectronics/courses/vlsi/e.html#TOP_OF_PAGE http://www.necel.com/fab/en/index.html http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/fleming.htm http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/deforest.htm http://www.eletronica24h.com.br/Diss/Cap3/capitulo31.htm#3.1 http://www.microelectronique.univ-rennes1.fr/en/ch3a.htm http://svmi.com/wafers/grade/epi.shtml www.osu-okmulgee.edu/academics/engineering_technologies/nanotechnology/images/nanotechnology.ppt07-03-2012 Por : Luís Timóteo 45

×