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'HORVPDWHULDOHVFRQGXFWRUHVDLVODQWHV\VHPLFRQGXFWRUHV
DOD/H\GH0RRUHGHODVFRPSXWDGRUDV
!LEJANDRO 2AMÓREZ 3OLÓS
$EPTO DE &ÓSICA &ACULTAD DE #IENCIAS
5NIVERSIDAD !UTØNOMA DEL %STADO DE
-ORELOS
-IEMBRO DE LA !CADEMIA DE #IENCIAS
DE -ORELOS ! #
0LFURSURFHVDGRU,17(/
COMBUSTIBLEAIRE Y ÏSTA SE LOGRA
GRACIAS A LA CHISPA QUE SALTA ENTRE
LOS DOS ELECTRODOS DE UNA BUJÓA
,A DISTANCIA QUE SEPARA ESTOS
ELECTRODOS ESTÉ PERFECTAMEN
TE CALIBRADA MM PARA QUE
LA CHISPA SURJA CUANDO LA SE×AL
ELÏCTRICA ENVIADA A LA BUJÓA TENGA
EL VOLTAJE NECESARIO PARA LOGRAR
LA RUPTURA ELÏCTRICA DE LA MEZCLA
MENCIONADA
9A VIMOS QUE LA CONDUCCIØN O FAL
TA DE CONDUCCIØN DE ELECTRICIDAD
POR UN MATERIAL ES UN ASUNTO QUE
DEPENDE DEL VOLTAJE APLICADO A ÏL
%N GENERAL EN LAS APLICACIONES DE
LA VIDA DIARIA ESTAMOS LIMITADOS
A VOLTAJES MENORES O IGUALES AL
QUE NOS ENTREGA EL PROVEEDOR DE
ENERGÓA ELÏCTRICA Y CASI SIEMPRE
EN !MÏRICA SE TRATA DE VOL
TS %N REALIDAD LAS APLICACIONES
MÉS COMUNES EN LA ACTUALIDAD
USAN VOLTAJES MUCHO MENORES
A ÏSTE DEL ORDEN DE A VOLTS
0ARA ESTO BASTA VER CUÉLES SON LOS
VOLTAJES CON LOS QUE OPERAN LOS
DISPOSITIVOS ELECTRØNICOS MÉS
%L USO DE BAJOS VOLTAJES CON BAJAS
CORRIENTES TIENE MÞLTIPLES VEN
TAJAS PERO LAS MÉS NOTABLES SON
QUE LOS DISPOSITIVOS CONSUMEN
MENOS ENERGÓA POR UNIDAD DE
TIEMPO DE OPERACIØN Y SE CALIEN
TAN MENOS CON LO CUAL LA DISIPA
CIØN DE ENERGÓA ES MENOR POR LO
QUE SON MÉS ElCIENTES
,OS DISPOSITIVOS BASADOS EN SE
MICONDUCTORES FUERON DISE×A
DOS PORQUE CON ELLOS ES POSIBLE
LA CONSTRUCCIØN DE INTERRUPTORES
O SWITCHES ELECTRØNICOS LLAMA
DOS TRANSISTORES QUE SON MUCHO
MÉS RÉPIDOS CAMBIAN DE ESTADO
ENCENDIDOAPAGADO A MAYOR FRE
CUENCIA ADEMÉS QUE SON MUCHO
MÉS PEQUE×OS Y ElCIENTES QUE
LOS ANTIGUOS BULBOS O hLÉMPARAS
SWITCHv QUE SOLÓAN USARSE PARA
ESTA FUNCIØN %S MUY PROBABLE
QUE LA MAYORÓA DE LOS LECTORES YA
NO HAYAN TENIDO LA OPORTUNIDAD
DE VER UN RADIO O UNA TELEVISIØN
HECHA CON BULBOS YA QUE LA TEC
NOLOGÓA DE LOS TRANSISTORES INVA
DIØ MASIVAMENTE EL DISE×O DE
LOS APARATOS ELECTRØNICOS DESDE
INICIOS DE LOS A×OS %SAS 46
DE BULBOS ERAN MUY PESADAS
CONSUMÓAN CANTIDADES ENORMES
DE CORRIENTE ELÏCTRICA ADEMÉS DE
CALENTARSE TANTO QUE A VECES ERA
NECESARIO APAGARLAS PARA PERMI
TIR QUE SE ENFRIARAN DESPUÏS DE
OPERAR POCAS HORAS ,OS BULBOS
FUERON RÉPIDAMENTE ABANDONA
DOS POR LA INTRODUCCIØN DE LOS CIR
CUITOS INTEGRADOS O MICROCHIPS
A PRINCIPIOS DE LOS A×OS ,OS MATERIALES DE LOS CUALES ES
TÉN HECHOS TODOS LOS DISPOSITI
VOS ELECTRØNICOS DE HOY EN DÓA
CONTIENEN PRINCIPALMENTE TRES
O CUATROS TIPOS DE MATERIALES SE
MICONDUCTORES SILICIO GERMANIO
Y MEZCLAS DE GALIO Y ARSÏNICO ,A
VENTAJA TECNOLØGICA QUE OFRECEN
ESTOS MATERIALES SOBRE LOS AN
TERIORES SON MUCHAS UNA DE LAS
CUALES ES CRUCIAL LA ALTÓSIMA CAN
TIDAD DE TRANSISTORES QUE ES POSI
BLE COLOCAR EN UNA SUPERlCIE DE
CM
%L A×O DE MARCØ EL INICIO
DE LA CONSTRUCCIØN DE MICRO
CHIPS CUANDO SE LOGRØ INTEGRAR
UNA CENTENA DE TRANSISTORES EN
UN SOLO CHIP $ESDE ENTONCES LA
EVOLUCIØN EN LA DENSIDAD QUE ES
POSIBLE LOGRAR POR CHIP HA SIDO
REALMENTE SORPRENDENTE %N ERA POSIBLE INTEGRAR TRANSIS
TORES POR PULGADA CUADRADA EN
ERA DE EN ERA
DE EN EL A×O ERA
DE MILLONES Y EN ERA YA
DE _ MILLONES DE TRANSISTORES
POR CHIP 6ARIEDADES MÞLTIPLES
DE ESTOS CHIPS ESTÉN POR TODOS
LADOS DESDE LA LAPTOP QUE PUEDE
COMPRARSE EN EL SUPERMERCADO
EN EL TELÏFONO CELULAR O EL I0OD
QUE USAMOS TODOS LOS DÓAS HAS
TA LA CÉMARA DIGITAL QUE CUESTA
PESOS Y TIENE UNA RESOLU
CIØN DE -EGAPIXELS z0UEDE
EL LECTOR IMAGINARSE EL TAMA×O
QUE DEBE TENER UN SOLO TRANSISTOR
PARA PODER COLOCAR MIL MILLONES
DE ELLOS EN UNA SUPERlCIE DE SØLO
CM %VIDENTEMENTE ESTOS
AVANCES SORPRENDENTES HAN SIDO
POSIBLES GRACIAS A INNOVACIONES
EN LA TECNOLOGÓA DE FABRICACIØN
QUE PERMITEN MANEJAR MATERIA
LES CON EXTREMA PRECISIØN AC
TUALMENTE YA A ESCALA DE DECENAS
DE NANØMETROS NANØMETRO ES
IGUAL A UNA MILLONÏSIMA PARTE
DE UN MILÓMETRO !QUÓ HAY QUE
HACER NOTAR QUE EN 'ORDON
-OORE COFUNDADOR DE LA EM
PRESA )NTEL PREDIJO QUE MANTE
NIENDO EL COSTO MÓNIMO DE PRO
DUCCIØN POR CADA TRANSISTOR EL
36$8&('2
%
S DEL CONOCIMIENTO COMÞN
QUE LOS MATERIALES PUEDEN
CLASIlCARSE POR SU COMPOR
TAMIENTO CUANDO SON SUJETOS
A UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL
ELÏCTRICO TAMBIÏN LLAMADO VOL
TAJE 4ODO MUNDO SABE QUE PARA
CAMBIAR UN FUSIBLE ES MEJOR USAR
GUANTES O PINZAS AISLADAS CON
PLÉSTICO O HULE %STO SE DEBE A
QUE GROSSO MODO LOS MATERIA
LES PUEDEN SER BUENOS ALGUNOS
EXCELENTES CONDUCTORES DE LA
CORRIENTE ELÏCTRICA O SER MALOS
CONDUCTORES EN ESTE ÞLTIMO CASO
SE LLAMAN MATERIALES AISLANTES
,OS PRIMEROS SON GENERALMENTE
METALES COMO EL COBRE LA PLATA Y
EL ORO MIENTRAS QUE LOS AISLANTES
GENERALMENTE SON NO METALES
COMO EL AIRE EL CARBØN O LOS MA
TERIALES HECHOS DE DERIVADOS DE
ÏSTE COMO LOS PLÉSTICOS Y HULES
3IN EMBARGO EXISTE UNA SUTILEZA
.O HEMOS ESPECIlCADO CUÉL ES
LA DIFERENCIA DE POTENCIAL EL VOL
TAJE APLICADO A AMBOS LADOS DEL
MATERIAL 3I APLICAMOS UN VOLTAJE
SUlCIENTEMENTE ALTO DIGAMOS DE
MILES DE VOLTS AUN LOS MATERIALES
AISLANTES SE VUELVEN CONDUCTORES
POR UN FENØMENO QUE SE CONOCE
COMO LA hRUPTURA ELÏCTRICAv %STA
RUPTURA OCURRE A DIFERENTES VALO
RES DE VOLTAJE PARA CADA MATERIAL
AISLANTE Y PARA EL AIRE ÏSTA OCURRE
CUANDO LA DIFERENCIA DE VOLTAJE
ENTRE DOS PUNTOS SITUADOS A UN
METRO ALCANZA LOS VOLTS
%STE VALOR ES DE ESPECIAL IMPOR
TANCIA POR DOS RAZONES PRÉCTICAS
0RIMERAMENTE ES EL VOLTAJE QUE
PUEDE ALCANZARSE EN LA ATMØSFE
RA CUANDO LAS MOLÏCULAS DE AGUA
QUE SUBEN CON EL AIRE CALIENTE
ROZAN LAS QUE BAJAN CON EL AIRE
FRÓO DESPOJÉNDOLAS DE ELECTRONES
ESTO PRODUCE UNA SEPARACIØN DE
CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS CA
TIONES Y ANIONES DE AGUA QUE SE
ACUMULA EN LOS EXTREMOS SUPE
RIOR E INFERIOR DE LAS NUBES %STA
ACUMULACIØN CONTINÞA HASTA QUE
EL VOLTAJE ENTRE DOS PUNTOS DEL
AIRE ALCANZA LOS VOLTSM
Y ENTONCES OCURRE UNA DESCARGA
ELÏCTRICA QUE REGRESA LOS ELECTRO
NES EN EXCESO DE LOS ANIONES HA
CIA LOS IONES POSITIVOS QUE HABÓAN
SIDO FORMADOS PREVIAMENTE ESTO
ES LA ESENCIA Y EL NACIMIENTO DE
UN RAYO ,A SEGUNDA RAZØN TIENE
SU ORIGEN EN EL USO TECNOLØGICO
DE ESTE VALOR DEL VOLTAJE DE RUP
TURA DEL AIRE EN LOS MOTORES DE
COMBUSTIØN INTERNA %N EFECTO
LOS MOTORES REQUIEREN PARA FUN
CIONAR DE LA IGNICIØN DE LA MEZCLA
COMUNES COMO TELÏFONOS CELULA
RES LAPTOPS I0ODS CÉMARAS DIGI
TALES ETC %NTONCES LA DElNICIØN
DE CONDUCTOR O AISLANTE SE VUELVE
MUCHO MÉS RESTRINGIDA Y ESTRIC
TA %STAMOS HABLANDO AHORA DE
MATERIALES QUE CONDUCEN LA ELEC
TRICIDAD CON VOLTAJES BAJOS !QUÓ
ES DONDE APARECEN LOS SEMICON
DUCTORES QUE SON PRECISAMENTE
AQUELLOS QUE CONDUCEN LA CO
RRIENTE ELÏCTRICA CUANDO EL VOLTAJE
ES BAJO DIGAMOS ENTRE Y VOLTS
.O SON CONDUCTORES PORQUE UN
CONDUCTOR PERMITE EL PASO DE
CORRIENTE CON UN VOLTAJE MILES DE
VECES MENOR PERO TAMPOCO SON
AISLANTES PUES SE REQUIERE DE UN
VOLTAJE NO DEMASIADO ALTO PARA
QUE SE CONVIERTAN EN CONDUC
TORES COMPARADO CON EL QUE RE
QUIEREN LOS AISLANTES COMUNES
/H\GH0RRUH
,UNES DE !GOSTO DE \ ,! 5.)œ. $% -/2%,/3 \ $&$'(0,$'(&,(1&,$6'(025(/26$&
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QUE EXISTE ENTRE LA RAPIDEZ COMO
YA VIMOS LIGADA AL PROBLEMA DE
LA GENERACIØN DE CALOR POR LOS
PROCESADORES MAS RÉPIDOS Y
LA COMODIDAD DE LOS USUARIOS
#OMO EL PÞBLICO NO QUIERE AN
DAR CARGANDO CON UN VENTILADOR
O UNA BOMBA DE AGUA PARA EN
FRIAR SUS COMPUTADORAS DESDE EL
A×O LOS FABRICANTES DE COM
PUTADORAS PERSONALES Y LAPTOPS
PRElEREN MANTENER SUS PROCESA
DORES OPERANDO ALREDEDOR DE LOS
0LFURSURFHVDGRUDPSOLDGR
NÞMERO DE TRANSISTORES POR CHIP
SE DUPLICARÓA CADA MESES ,A
GRÉlCA MUESTRA LA EVOLUCIØN REAL
QUE HA OCURRIDO EN LOS ÞLTIMOS A×OS Y EL PERÓODO DE DUPLICACIØN
CORRESPONDE MÉS PRECISAMENTE
A MESES ES CRUCIAL NOTAR QUE
EL EJE VERTICAL ESTÉ EN ESCALA LOGA
RÓTMICA ESTA ESCALA USA POTENCIAS
DE EN VEZ DE UNIDADES A INTER
VALOS REGULARES %XISTEN TAMBIÏN
OTRAS FORMULACIONES SIMILARES A LA
LLAMADA ,EY DE -OORE QUE VERI
lCAN EL CRECIMIENTO EXPONENCIAL
CON EL TIEMPO DE POR EJEMPLO EL
NÞMERO DE TRANSISTORES POR CIR
CUITO INTEGRADO LA DENSIDAD DE
TRANSISTORES A COSTO MÓNIMO POR
TRANSISTOR EL COSTO POR TRANSISTOR
EN ESTE CASO SE TRATA DE DECRECI
MIENTO EXPONENCIAL EL PODER DE
CØMPUTO EN MILLONES DE OPERA
CIONES POR SEGUNDO POR UNIDAD
DE COSTO EL TAMA×O DE LOS DISCOS
DUROS MEMORIA MEDIDA EN -E
GABYTES A COSTO lJO O EL TAMA×O
DE LA UNIDAD DE MEMORIA INTERNA
DE ACCESO ALEATORIO 2!- A COS
TO lJO
,ALEYDE-OOREHASEGUIDOVIGEN
TE HASTA FECHA Y ALGUNOS EXPERTOS
DE )NTEL PREDIJERON EN QUE
SEGUIRÉ VIGENTE HASTA EL A×O 3IN EMBARGO ESTAMOS LLEGANDO A
UN IMPASSE PRÉCTICO PORQUE LOS
PROCESADORES MÉS RÉPIDOS Y CON
MAYOR NÞMERO DE TRANSISTORES SE
CALIENTAN MAS ,A VELOCIDAD DE UN
PROCESADOR SE MIDE USUALMENTE
EN UNIDADES DE FRECUENCIA COMO
'IGA(ERTZ '(Z REPRESENTA MIL
MILLONES DE CICLOS POR SEGUNDO
A PESAR DE SER UNA MEDIDA ALGO
SIMPLISTA QUE NO TOMA EN CUENTA
LA ARQUITECTURA DETALLADA DE CADA
PROCESADOR %L LECTOR AVEZADO HA
BRÉ NOTADO QUE LA VELOCIDAD DE
LOS PROCESADORES EN LOS ÞLTIMOS
TRES A×OS HA PERMANECIDO PRÉCTI
CAMENTE CONSTANTE EN CUYO CASO
CABRÓA PREGUNTARSE SI REALMENTE
LA ,EY DE -OORE SIGUE VIGENTE %N
REALIDAD LA RESPUESTA A LA PREGUN
TA TIENE QUE VER CON EL CONmICTO
3DUDDFWLYLGDGHV
UHFLHQWHVGHOD$FDGHPLD
\DUWtFXORVDQWHULRUHV
SXHGHFRQVXOWDUZZZ
DFPRURUJP[
'IGAHERTZ A CAMBIO DE MODI
lCAR LA ARQUITECTURA Y OFRECER AL
USUARIO MAYOR PODER DE CØMPU
TO A TRAVÏS DE PROCESAMIENTO EN
PARALELO CON LOS POPULARES hNÞ
CLEOS MÞLTIPLESv CONOCIDOS COMO
$UAL#OREO 1UAD#ORE ACTUANDO
COMO SI LA COMPUTADORA TUVIERA
DOS O CUATRO PROCESADORES 0OR
OTRO LADO EXISTEN ALGUNOS AVAN
CES NOTABLES QUE USAN TECNOLO
GÓAS RADICALMENTE DIFERENTES QUE
PODRÓAN EXTENDER LA VALIDEZ DE LA
,EY DE -OORE MÉS ALLÉ DEL A×O
COMO POR EJEMPLO EL TRAN
SISTOR DESARROLLADO POR )"- Y EL
)NSTITUTO 4ECNOLØGICO DE 'EORGIA
HECHO A BASE DE SILICIOGERMANIO
CAPAZ DE CAMBIAR DE ESTADO A
LA VERTIGINOSA VELOCIDAD DE '(Z _QUINIENTAS MIL MILLONES DE
VECES POR SEGUNDO $ESAFORTU
NADAMENTE ESTA HAZA×A REQUIERE
QUE EL TRANSISTOR UNO SOLO POR
EL MOMENTO SE MANTENGA A LA
BAJÓSIMA TEMPERATURA DE GRA
DOS +ELVIN ES DECIR A GRADOS
CENTÓGRADOS ! PESAR DE ALGUNAS
LIMITACIONES EN LA ACTUALIDAD
MÞLTIPLES GRUPOS DE INVESTIGADO
RES TANTO ACADÏMICOS COMO EN
EMPRESAS PRIVADAS TRABAJAN PARA
MANTENER LA ,EY DE -OORE VIVA
POR LO QUE ES POSIBLE PREVER UN
FUTURO PROMISORIO EN ESTE ÉMBITO
Y QUE LA APARICIØN DE DESARROLLOS
QUE TODAVÓA NO PODEMOS INCLU
SO IMAGINAR ABRIRÉN LAS PUERTAS A
AVANCES AÞN MÉS SORPRENDENTES