Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 1

Evoluccedilatildeo

Electroacutenica

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Tipos de Circuitos Integradosbull Hiacutebridos

bull Thick-filmbull Thin-film

bull Monoliacuteticosbull Standardbull ASIC

bull HiacutebridosThick-Film Circuits

O circuito Integrado (Cont)

bull HiacutebridosThin-Film Circuits

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

bull LCDrsquos

bull Taacutecteis

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

A camada de cristais liacutequidos estaacute ldquoensanduichadardquo entre duas placas de vidro Os cristais bloqueiam a luz ateacute que lhes seja aplicado um potencial eleacutectrico

A luz passa atraveacutes dos filtros de cor que contecircm ldquopixelsrdquo cada um composto por trecircs ldquosub-pixelsrdquo RGB respectivamente A combinaccedilatildeo de diferentes niacuteveis dos trecircs possibilita 256 milhotildees de cores

Quando eacute aplicada uma voltagem aos LCrsquos alteram a intensidade e o acircngulo da luz (Twist) modificando o seu comprimento de onda Finalmente a luz passa atraveacutes dum filtro de

polarizaccedilatildeo horizontal purificando as cores

A Luz ldquobacklightrdquo atravessa o filtro de polarizaccedilatildeo vertical

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bull DisplaysThin-Film Circuits Plasma

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Tipos de Circuitos Integradosbull Hiacutebridos

bull Thick-filmbull Thin-film

bull Monoliacuteticosbull Standardbull ASIC

bull HiacutebridosThick-Film Circuits

O circuito Integrado (Cont)

bull HiacutebridosThin-Film Circuits

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

bull LCDrsquos

bull Taacutecteis

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

A camada de cristais liacutequidos estaacute ldquoensanduichadardquo entre duas placas de vidro Os cristais bloqueiam a luz ateacute que lhes seja aplicado um potencial eleacutectrico

A luz passa atraveacutes dos filtros de cor que contecircm ldquopixelsrdquo cada um composto por trecircs ldquosub-pixelsrdquo RGB respectivamente A combinaccedilatildeo de diferentes niacuteveis dos trecircs possibilita 256 milhotildees de cores

Quando eacute aplicada uma voltagem aos LCrsquos alteram a intensidade e o acircngulo da luz (Twist) modificando o seu comprimento de onda Finalmente a luz passa atraveacutes dum filtro de

polarizaccedilatildeo horizontal purificando as cores

A Luz ldquobacklightrdquo atravessa o filtro de polarizaccedilatildeo vertical

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bull DisplaysThin-Film Circuits Plasma

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 9

Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

bull LCDrsquos

bull Taacutecteis

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

A camada de cristais liacutequidos estaacute ldquoensanduichadardquo entre duas placas de vidro Os cristais bloqueiam a luz ateacute que lhes seja aplicado um potencial eleacutectrico

A luz passa atraveacutes dos filtros de cor que contecircm ldquopixelsrdquo cada um composto por trecircs ldquosub-pixelsrdquo RGB respectivamente A combinaccedilatildeo de diferentes niacuteveis dos trecircs possibilita 256 milhotildees de cores

Quando eacute aplicada uma voltagem aos LCrsquos alteram a intensidade e o acircngulo da luz (Twist) modificando o seu comprimento de onda Finalmente a luz passa atraveacutes dum filtro de

polarizaccedilatildeo horizontal purificando as cores

A Luz ldquobacklightrdquo atravessa o filtro de polarizaccedilatildeo vertical

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bull DisplaysThin-Film Circuits Plasma

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 27

Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 29

Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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bull DisplaysThin-Film Circuits TFT-LCDrsquos

A camada de cristais liacutequidos estaacute ldquoensanduichadardquo entre duas placas de vidro Os cristais bloqueiam a luz ateacute que lhes seja aplicado um potencial eleacutectrico

A luz passa atraveacutes dos filtros de cor que contecircm ldquopixelsrdquo cada um composto por trecircs ldquosub-pixelsrdquo RGB respectivamente A combinaccedilatildeo de diferentes niacuteveis dos trecircs possibilita 256 milhotildees de cores

Quando eacute aplicada uma voltagem aos LCrsquos alteram a intensidade e o acircngulo da luz (Twist) modificando o seu comprimento de onda Finalmente a luz passa atraveacutes dum filtro de

polarizaccedilatildeo horizontal purificando as cores

A Luz ldquobacklightrdquo atravessa o filtro de polarizaccedilatildeo vertical

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bull DisplaysThin-Film Circuits Plasma

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 13

Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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bull DisplaysThin-Film Circuits Plasma

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 21

Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 22

Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 27

Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 29

Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Funcionamento do Plasmabull Displays Thin-Film Circuits Plasma

httpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htmhttpelectronicshowstuffworkscomplasma-display2htm

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 11

microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 12

1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 13

Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 14

Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 15

1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 19

Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 21

Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 25

Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 26

NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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ASIC (Aplication Special Integrated Circuits) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizador

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits) (Circuitos Integrados de Aplicaccedilatildeo Especial) Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 8

ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 9

Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 11

microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 12

1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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ASIC (Aplication Special Integrate Circuit) componentes em ldquoarraysrdquo programaacuteveis pelo utilizadorCom mais de 56 milhotildees de gates por chip com tensotildees de operaccedilatildeo na ordem de 085V a 165V e I0 podem operar de 25V e 33Va junccedilatildeo opera numa margem de temperaturas temperatura de -40degC a 125degC com o dobro de densidade de gates nesta tecnologia de 018 microns

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 10

Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 12

1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 26

NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Classificaccedilatildeo dos ASICsbull Semicustom

bull Interligaccedilotildees conforme o utilizadorbull Custombull Todas as camadas (masks) conforme utilizador

bull Standard Cellbull Full Custom

bull Programmable (Field Programmable Logic Devices)bull Writable (Laser Fuse Antifuse OTP EPROM)bull Writable erasable (EPROM EEPROM Flash memory Ferroelectric)bull Volatile (SRAM FPGA)

Vantagens dos ASICsbull Optimizados para aplicaccedilotildees especiacuteficasbull Aacuterea especiacutefica de consumobull Alta performance (maior compactaccedilatildeo)

Desvantagens dos ASICsbull Custo elevadobull Desenvolvimento pago pelo utilizadorbull Um uacutenico fornecedorbull Necessidade de especialistas em design de ICrsquosbull Ciclo de desenvolvimento longo

Circuitos Integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

Anos 80hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Evoluccedilatildeo bull Anos 50rsquos Primeiro transistor bull Anos 60rsquos Primeiro CI bull Anos 70rsquos Primeiro Microprocessador bull Anos 80rsquos ASICs (Application Specific

Integrated Circuits) bull Anos 90rsquos Micro Electro-Mechanical

Systems (MEMS) bull Anos 2000rsquos System on Chip

Anos 60rsquos ndash Primeiros ICrsquos1958 Primeiro IC (J Kilby - TI)1960 1ordm IC Comercial ndash Circuitos loacutegicos RTL(F)1963 1ordm IC Amplificador Operacional μA 702 (F)1964 Circuitos TTL (seacuteries 54 e 74 (TI)1965 1ordm IC AmpOp de alta impedacircncia μA 709 (F)1967 1ordm OPAMP Comparador μA 710 (F)1967 1ordf memoacuteria ROM 64 bits - (MOS techFairchild)1968 μA 7411968 OPAMP com transistores JFET1968 TechCMOS (RCA) calculadoras reloacutegioshellip1968 Memoacuteria ROM 1024 bits (PHILCO)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 60hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 11

microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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microA702 Amplificador OperacionalBob Widlar da Fairchild desenvolveu o primeiro circuito

integrado AmpOp monoliacutetico o que para a altura foi um sucesso relativo jaacute que construir um amplificador operacional era muito complicado e era considerado um ldquoState of artrdquo

1965 microA709 Bob Widlar reformulou o circuito com voltagens de plusmn 15V maior largura de banda maior ganho (60000) menores correnteshellip e foi um grande sucesso para a eacutepoca embora ainda com a fraqueza de natildeo ter protecccedilatildeo contra curto circuitoshellipbaseado nesse sucesso Bob Widlar pediu aumento ao seu patratildeo Charles Spork que natildeo cedeu e Bob deixou a Fairchild e formou a National Semiconductors

1963 EVOLUCcedilAtildeO

O μA702 tinha contudo alguns problemas voltagens dispares de +12V -6V pouca largura de banda tendecircncia para queimar quando temporariamente curto circuitadohellip mas era o melhor que havia

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 20

Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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1968 microA741 Dave Fullagar da Fairchild desenhou este amplificador muito similar ao LM101 mas com o condensador de compensaccedilatildeo no interior do proacuteprio IC e foi um sucesso estrondoso pelo que passados mais de 40 anos ainda eacute utilizado hoje em diahellip

EVOLUCcedilAtildeO1967 LM101 Bob Widlar entrou na onda agora a trabalhar para a

National Semiconductors e desenhou um ampop com maior ganho (160000) e compensaccedilatildeo de frequecircncia atraveacutes de um condensador externo e o melhor de tudohellip foi o 1ordm ampop a ter protecccedilatildeo contra curto circuitohellip

hellip1969 Charles Spork tornou-se o director da National Semiconductors voltando a ser de novo o patratildeo de Bob WidlarhellipDesta vez acedeu aacutes exigecircncias de Bob e este reformou-se em 1970 no dia em que cumpria 33 anos de idadehellipBob Widlar trabalhou de passagem para a ldquoLinear Electronicsrdquo em 1980 e continuou a produzir designs para a National numa base de consultoria o resto da sua vidahellipfaleceu em 1991 com 53 anoshellip

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 18

Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 19

Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 20

Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 21

Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 22

Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 23

Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 25

Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 26

NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Anos 70rsquos - Microprocessador1971 -1ordm Microprocessador comercial de 4-bitrsquos da INTEL 4004

2300 TransistoresCom 45 instruccedilotildees TechPMOS

1972 - Microprocessador de 8-bitrsquos da INTEL 80081973 - Microprocessador 8080 NMOS tech INTEL melhorado para Z80 1974 - 1ordm Microprocessador CMOS 1802(RCA)1974 - Microprocessador MOTOROLA 6800 ndash Fonte simples de 5V1976 - 1ordm Microprocessador 8048 (INTEL)

EVOLUCcedilAtildeO Anos 70hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 19

Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Microprocessadores1971 - Inventado o microprocessador a Intel

produziu um microprocessador de 4-bits 4004

1971

Em 1972 a bordo da Pioneer 10 (Voyager 1) o mais distante objecto feito pelo homem

2300 transistores Tecnologia de 10-microns 46 instruccedilotildees 40000 instruccedilotildeessegundo 4-bit data address bus 4-bit accumulator com ldquocarryrdquo 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 trecircs

registers de 12-bit que constituem o ldquostack addressrdquo

EVOLUCcedilAtildeO

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 18

Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 19

Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 21

Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 23

Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 26

NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 29

Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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1982 - Microprocessadores

EVOLUCcedilAtildeO

O Sinclair ZX Spectrum foi o mais influente dos microcomputadores de 8 bits em Portugal durante a deacutecada de 1980 Foi lanccedilado em Inglaterra em 1982 pela companhia Sinclair Research

Baseado num processador Z80-A a 350 MHz com 16 KBytes de ROM o Spectrum estava disponiacutevel em duas versotildees uma com 16 Kbytes de RAM e outra com 48 Kbytes

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

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Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 22

Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 23

Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

httppubsacsorgcenvideo8118ibmvideoavi

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Microprocessadores

1978 - Microprocessadores 80868088 da Intel

1982 - Microprocessadores Intel 80286 sucessor do 8086 mantendo compatibilidade de software

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 21

Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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Microprocessadores

1993 - Intel Pentium primeiro processador de Intel capaz de executar mais de 1 instruccedilatildeo por ciclo de clock

2001 ndash Intel Xeon baseado na arquitectura NetBurst 15V 85W a uma frequecircncia de clock de 3GHz

EVOLUCcedilAtildeO

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Microprocessadores

2003hellip2005 - Intel Itanium2hellip Dual Core

Frequecircncia de clock de 3GHz

Usa a tecnologia de instruccedilatildeo explicitamente paralela (EPIC)

Possibilita a execuccedilatildeo simultacircnea de instruccedilotildees muacuteltiplas

25 milhotildees de transiacutestores na CPU 300 milhotildees na memoacuteria cache de 2MBytes

(EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) e foi desenvolvido especificamente para o mercado de servidores substituindo as maacutequinas mais antigas equipadas com chips RISC (Reduced Instruction Set Computing)

EVOLUCcedilAtildeO

Dual Core 64-bitrsquos Front Side Bushellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 19

Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 23

Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

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Anos 2000rsquos ndash System on Chip (SoC) bull Processador com hardware externo (network USB PCI interface hellip) no mesmo CI bull Propriedade intelectual (IP) ndashbaseado no design bull Reuso do design bull Hardware-software co-design bull Custom ou baseado em FPGA

Anos 2000hellip

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da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

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Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

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InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 27

Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

Enxofre

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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Lei de MooreGordon Moore

da Fairchild co-fundador da Intel observou que o nuacutemero dos componentes por unidade de aacuterea de um CI dobrava a cada 18 meses

1963

A lei de MooreVaacutelida ateacute aos nossos dias

EVOLUCcedilAtildeO

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

Single-ChipTransceiver

BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

RF Filter(ceracircmico)

RF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

Visiacutevel

NanoMundo

InfravermelhoUltravioleta MicroondasSoft raio-X

MundoMacro

Gloacutebulos ~ 2-5mm

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NanotecnologialdquoNanordquo ndash Palavra de origem Grega para ldquoanatildeordquo e significa 10-9 ou um milhatildeo de

vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologialdquoaacutereas de influecircnciardquo

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NanotecnologialdquoTop Down vs Bottom Uprdquo

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Nanotecnologia Transistor Molecular

Oxigeacutenio

Hidrogeacutenio

Nitrogeacutenio

Carbono

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor

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Nanotecnologia CNT Transiacutestor (infrared)

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Enquanto que os componentes microelectroacutenicos satildeo fabricados usando processos de sequecircncias de circuitos integrados (ICrsquos) (Ex processos CMOS Bipolar ou BICMOS) os componentes micromecacircnicos satildeo fabricados usando processos micromecacircnicos e litografia em 3D compatiacuteveis de adicionar ou subtrair camadas atraveacutes de processos quiacutemicos de vaporizaccedilatildeo ou corrosatildeo de modo a conseguir formar estruturas mecacircnicas ou electromecacircnicas a partir de uma base comum de siliacutecio satildeo estruturas mecacircnicas de dimensotildees micromeacutetricas

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) Anos 90hellip

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Anos 90hellip MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) eacute a integraccedilatildeo de elementos

mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

MEMS por vezes com nomes de ldquomicro machinesrdquo ou ldquomicro system technologyrdquo (MST)

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Aplicaccedilotildees e dimensotildees de MEMS

TransistorChips

QuartzoCristal

MEMSTechnology

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BobinesCondensadores

Resistecircncias

Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

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RF Filter(ceracircmico)

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

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vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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mecacircnicos sensores actuadores e electroacutenica numa mesma base de siliacutecio atraveacutes do uso de tecnologias de micro fabricaccedilatildeo

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Inductor

IF Filter(SAW)

IF Filter(SAW)

IF Filter

ReferenceResonator

RF Switch

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

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vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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IF Filter

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Carbon Nanotube~2 nm diameter

Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

DNA~2-12 nm diacircmetro

Fly Ashes~ 10-20 mm

Cabelo humano~ 70-100 mm

Formiga~ 5 mm

Atmos de siliacutecio110 nm

Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

Dispositivos MEMs10 -100 mm

Transistor gate60 nm

Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

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vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Da Macro aacute NanotecnologiaNatureza

(Quiacutemica do Carbono)

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Cabelo humano~ 70-100 mm

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Cabeccedila de Pino1-2 mm

Acaro do poacute200 mm

Fabricados(Quiacutemica do Siliacutecio)

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Polla dimension slideMundoMicro

1 nanometro (nm)

1 micrometro (mm)

1 miliacutemetro (mm)

10-2 m10-3 m10-4 m10-5 m10-6 m10-7 m10-8 m10-9 m10-10 m

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vezes menor que o miliacutemetro Neste caso com referecircncia a metros 10-9 metros ou 1 nanometro (nm)1 nm eacute cerca de 3 vezes maior que um AacutetomoEstamos quase laacutehellip

ldquoNanotecnologiardquo ndash A ciecircncia de fabricar materiais e dispositivos de dimensotildees a niacutevel de nanometros ou aacute escala atoacutemicomolecular

Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotubos de Carbono (CNT) ndash 100 vezes mais rijos que o accedilo e seis vezes mais leves

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Nanotecnologia Nanorobots e Modelagem

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Nanotecnologia

1 metro

Vista Humana do Mundo

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Nanotecnologia

10 centiacutemetros

O Mundo da Mosca

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Nanotecnologia 1 centiacutemetro

Uma Mosca comum

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Nanotecnologia 100 microacutemetros (mm)

Olho de uma Mosca

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Electricidade e Electroacutenica Evoluccedilatildeo da Electroacutenica 2

03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 43

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 44

Duacutevidas

--- E a Histoacuteria natildeo acaba por aqui

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03-05-2023 Por Luiacutes Timoacuteteo 45

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