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Micro Nano sistemas electrónicos
Tipo: Ejercicios
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Trabajo Práctico N° 2
A. En base a las indicaciones dadas en clase, para cada uno de los libros elegidos por el
alumno (buscar en la muestra gratuita de Google Books) se debe hacer una lectura y
resumen que se incluirá en el informe, con el siguientes puntos:
- ¿Quién es el autor/autores y el título del libro, el año y la editorial? (del 2015 en
adelante)
- ¿Qué es el tema o temas contenidos en el libro?
¿Que causa motiva al autor/autores hacer esta publicación?
- ¿Cuáles considera que son conocimientos básicos, relacionados con los
subcapítulos del Libro Texto, para entender el tema o temas contenidos? Revisar el
Libro Texto disponible en el classroom del curso.
- En el Perú o en su experiencia personal, en qué áreas, subsistema hardware o
dispositivos de electrónica se puede encontrar aplicaciones del tema tratado en el
libro.
LIBRO 1: Un libro sobre los Mems de Celulares que revisó en el Trabajo Practico
o dispositivos de electrónica se puede encontrar aplicaciones del tema tratado
en el libro.
Las aplicaciones de los temas tratos en este libro se encuentran en todos los
MEMS, siendo los sensores de presión, micromotores, acelerómetros, giroscopios,
automatización de los procesos industriales y recolectores de energía.
LIBRO 2: Un libro sobre tecnologías asociadas a los Micro/nano sistemas
electrónicos. Usar las palabras clave en Ingles para la búsqueda del libro (orientado
al hardware: Microelectronics, Mems) y otros como: Wireless, RF, Microwave,
Analogic/Digital, Sensor, Socs/ SIP, Testing/DFT, Low Power, High Power,
Optoelectronics. Embedded electronics, Flexible technologies, Internet of things,
Graphene devices, RFID, Wearable electronics, Nanotubes devices, 3D integration,
IP componentes, Biochips, Nano/Pico Satellite. FinFET.
que abordan diferentes aspectos de las tecnologías de microfabricación y
procesamiento MEMS. Los primeros dos capítulos se centran en las tecnologías
de microfabricación y procesamiento MEMS, mientras que el tercer capítulo trata
los principios de transducción. Los capítulos 4 y 5 se dedican a RF y MEMS
ópticos, respectivamente. El sexto capítulo aborda la mecánica y los sensores
inerciales, mientras que el séptimo capítulo se enfoca en las propiedades y
problemas de la película, así como en los sensores de presión de silicio y los
micrófonos MEMS. El octavo capítulo se centra en los sistemas de microfluidos y
los bio-MEMS, el noveno capítulo trata la recolección de energía vibratoria, y el
décimo capítulo se enfoca en los circuitos analógicos y no lineales de interfaz para
indispensable tener conocimiento básico sobre los MEMS, CMOS, fotolitografía,
Microfabricación, circuitos electrónicos, mecánica clásica, estática y dinámica de
placas, principios acústicos, piezoeléctricos, térmicos y biológicos.
Bajo mi criterio considero que los autores buscaban educar a los estudiantes de
último año y de postgrado en ingeniería mecánica, eléctrica, electrónica,
biomédica, y sobre todo a la fuerza laboral en la industria de MEMS, para que, de
cierta forma, promover la investigación y el desarrollo de las mismas.
o dispositivos de electrónica se puede encontrar aplicaciones del tema tratado
en el libro.
Las aplicaciones de los temas tratos en este libro se encuentran en todos los
MEMS comercialmente exitosos como filtros, osciladores frontales de
En este gráfico se presenta una flujo de datos de simulación de microsistema en donde
un layout y un diseño pasan por medio de una tecnología(oxidación, epitaxia, fotolitografía,
grabado químico, micromecanizado, o por difusión) a una simulación de procesos tecnológicos
en donde la geometría y materiales pasarán por interacciones físicas del transductor, sea por un
modelo eléctrico, mecánico, térmico, óptico, magnético, etc. Posteriormente se simularán los
sensores y actuadores pasando a un modelo macro para así pasar por último a una simulación de
microsistema global.
Empresa: COVENTOR
Los cuatro niveles de diseño en MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) se refieren a
los diferentes niveles de desarrollo y fabricación de estos dispositivos. Estos niveles son:
1. Nivel del sistema: En este nivel, se define la funcionalidad general del dispositivo
MEMS y sus especificaciones de rendimiento. Esto implica determinar qué función
cumplirá el dispositivo y cuáles son los requisitos de rendimiento generales.
4. Nivel de fabricación: En este nivel, se produce físicamente el dispositivo MEMS
siguiendo los procesos de fabricación previamente diseñados. Esto implica la fabricación en
masa de los dispositivos MEMS de acuerdo con las especificaciones establecidas.
Empresa: Analog Devices
Modelo del acelerómetro: ADXL
URL: https://www.analog.com/en/products/adxl355.html#product-overview
El ADXL355 de Analog Devices es un acelerómetro MEMS de alta precisión que se
utiliza para medir la aceleración en tres ejes: X, Y y Z. Su funcionamiento se basa en los
principios de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) y utiliza la detección de cambios en
la posición de pequeñas estructuras mecánicas dentro del dispositivo para medir la aceleración.
A continuación, se describe de manera general el funcionamiento del ADXL355:
Mecanismo MEMS: En el corazón del ADXL355 se encuentra una estructura MEMS,
que consta de pequeñas masas suspendidas en resortes microscópicos. Estas masas son sensibles
a la aceleración y se mueven cuando el dispositivo se somete a aceleración.
Detección capacitiva: La posición de las masas dentro del dispositivo se detecta
mediante sensores capacitivos. Cuando las masas se mueven debido a la aceleración, cambian la
capacitancia entre sí y los electrodos fijos, lo que se traduce en una señal eléctrica proporcional a
la aceleración experimentada.
Acondicionamiento de señal: La señal eléctrica generada por el cambio en la
capacitancia se acondiciona electrónicamente dentro del dispositivo. Esto puede incluir
amplificación, filtrado y conversión analógico a digital para obtener una señal digital procesable.
❖ Gráfico del circuito:
Fig. 1. Estructura de un circuito CMOS DINÁMICO.
❖ Layout del circuito en Microwind:
Fig. 2. Estructura del circuito CMOS DINÁMICO en Microwind.
❖ Dimensiones mínimas de los CMOS:
Fig. 3. Dimensiones de los CMOS (CMOS DINÁMICO).
❖ Representación en 3D del layout:
Fig. 4. Vista 3D del CMOS DINÁMICO (Polisilicio y Difusiones).
❖ Tabla de verdad:
❖ Simulación:
Fig. 8. Comportamiento del circuito CMOS DINÁMICO.
El principio de operación de estas lógicas se basa en dos fases diferentes de
funcionamiento del circuito, controladas por una señal de reloj: El periodo de precarga
(CLK=0) en donde el voltaje de salida se carga con 1 lógico sin importar las entradas, Y
el periodo de evaluación (CLK=1) en donde el voltaje de salida cambia de acuerdo a las
entradas, cumpliéndose los valores de la tabla de verdad.
Resolución:
❖ Gráfico del CMOS dinámico:
Fig. 9. Estructura de un circuito DCVSL DINÁMICO.
❖ Layout del circuito en Microwind:
Fig. 10. Estructura del circuito DCVSL DINÁMICO en Microwind.
❖ Área del Layout:
Fig. 15. Dimensiones del layout del DCVSL DINÁMICO.
Largo = 78λ = 9 .75μm
Ancho = 70λ = 8 .75μm
Área = 11 .25μm ∗ 10μm = 85. 3125
μm
2
❖ Tabla de verdad:
❖ Simulación:
Fig. 16. Comportamiento del circuito DCVSL DINÁMICO.
El principio de operación de estas lógicas se basa en el mismo comportamiento del
CMOS dinámico en donde en el periodo de precarga (CLK=0), el voltaje de salida se
carga con 1 lógico sin importar las entradas, Y el periodo de evaluación (CLK=1) en
donde el voltaje de salida cambia de acuerdo a las entradas, cumpliéndose los valores de
la tabla de verdad.
Además, se puede apreciar la inversa del valor de la salida, cumpliendo los mismos
valores en el periodo de precarga, pero saliendo la inversa de los valores de salida en el
periodo de evaluación.
= F Nand X
F(X1, X2) = X1 xor X
Resolución:
Árbol nMos:
G(X1, X2, X3) = (X1 xor X2) Nand X
