Cargando aplicación...
Preparando tu experiencia meskeIA
Cómo un semiconductor dopado con átomos de fósforo y boro hace posible toda la computación moderna
Todo material se clasifica por la brecha de energía (band gap) entre sus electrones ligados y libres. El silicio tiene el gap ideal para controlarse.
La banda prohibida es estrecha. A temperatura ambiente algunos electrones saltan. Con dopado o luz se controla la conductividad.
El dopado consiste en introducir átomos impuros en la red cristalina de silicio para aumentar su conductividad de forma controlada.
El fósforo (P) tiene 5 electrones de valencia. En la red de silicio solo necesita 4 para los enlaces covalentes con los vecinos. El quinto electrón queda libre y puede moverse por el cristal.
Cuando se unen una región N y una P se forma la unión P-N: la base de todo dispositivo semiconductor moderno.
Dos uniones P-N: emisor→base→colector. Una pequeña corriente en la base controla una gran corriente de colector. Base = amplificador analógico.
Un voltaje en la puerta (gate) crea un canal conductor entre fuente y drenador. Sin corriente de entrada, solo voltaje. Interruptor on/off a GHz. La base de todos los chips modernos.
Fabricar un microprocesador moderno requiere uno de los procesos industriales más complejos de la historia humana. TSMC fabrica en nodos de 2 nm (2025).
En 1965, Gordon Moore predijo que el número de transistores por chip se duplicaría cada ~2 años. Funcionó durante 50 años. Ahora topamos con muros físicos.
Más transistores → más calor por cm². Enfriamiento imposible con la arquitectura clásica. Solución: chips multinúcleo y menor voltaje.
CPU cientos de veces más rápida que la RAM. El cuello de botella no es el procesador sino el bus de datos. Solución: caché L1/L2/L3 en el propio chip.
A 1–2 nm los electrones hacen efecto túnel: atraviesan barreras que deberían ser opacas. Fugas de corriente incontrolables. Límite absoluto ≈ 0,5 nm (2 átomos de Si).
El semiconductor que cambió la civilización