INDICE GENERAL
Índice de Figuras 3
Introducción 4
1. Introducción a los Circuitos integrados 7
1.1. Que son los Circuitos Integrados 8
1.2. Historia de los Circuitos Integrados 9
2. Estructura de los Circuitos Integrados 12
2.1. Como se fabrican los Circuitos Integrados 12
2.2. De que están hechos los Circuitos Integrados 15
2.2.1. Clasificación de los Circuitos Integrados de
acuerdo a su estructura 15
2.2.2. Clasificación de los Circuitos Integrados de
acuerdo a su función 17
2.2.2.1. Circuitos Integrados Analógicos 18
2.2.2.1.1. Amplificador Clase A (Lineal) 19
2.2.2.1.2. Amplificador Clase AB 20
2.2.2.1.3. Amplificador Clase B 20
2.2.2.1.4. Amplificador Clase C 21
2.2.2.1.5. Amplificador de Corriente (Seguidor Lineal) 23
2.2.2.1.6. Amplificador diferencial 23
2.2.2.1.7. Amplificador de Aislamiento 24
2.2.2.2. Circuitos Integrados de Consumo 26
2.2.2.2.1. Circuito de Alarma 28
2.2.2.2.2. Amplificador de Potencia de Audio 30
2.2.2.2.3. Sistema de Radio AM/FM 32
2.2.2.2.4. Sistema de Recepción AM 33
2.2.2.2.5. Temporizador de Control para
electrodomésticos 35
2.2.2.2.6. Procesador de Recicción de Ruido Dolby 37
2.2.2.2.7. Calculadora de Cinco Funciones 38
2.2.2.2.8. Circuitos de Reloj 40
2.2.2.3. Circuitos Integrados digitales 43
2.2.2.3.1. Microcomputador de 8 Bits 44
2.2.2.3.2. Microprocesador de 32 Bits 46
2.2.2.3.3. Microprocesador de 16 Bits 46
2.2.2.4. Circuitos Integrados de Interfase 48
2.2.2.4.1. Conversor Analógico-Digital 48
3. Funciones de los Circuitos Integrados 52
3.1. El uso de los Circuitos Integrados 52
3.1.1. Ramas que abarca el uso de los Circuitos
Integrados 56
3.2. Funciones Principales de los Circuitos Integrados 56
Conclusiones 57
Fuentes Informativas 60
Hojas DAT 64
INDICE DE FIGURAS
Figura. 1.- Amplificador Clase A 19
Figura. 2.- Amplificador Diferencial 24
Figura. 3.- Amplificador de aislamiento 25
Figura. 4.- Circuito de Alarma 28
Figura. 5.- Sistema de Recepción AM 34
Figura. 6.- Temporizador de Control 36
Figura. 7.- Generador de sonidos múltiples. 43
Figura. 8.- Microcomputador de 8 Bits. 45
Figura. 9.- Microprocesador de 16 Bits. 47
Figura. 10.- Diagrama de un Conversor A/D por
aproximaciones 49
Figura. 11.- Señal en Escalera 50
Figura. 12.- Esquema de un conversor A/D de doble rampa 51
Figura. 13.- Señales de doble rampa 51
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo trata sobre la estructura y función de los
Circuitos Integrados.
En el desarrollo del presente trabajo se hizo uso de una
Investigación bibliográfica en libros, revistas, obras generales o
Enciclopedias, Tesis e Internet. También se utilizó la elaboración de Mapas
Conceptuales, figuras. Tablas, imágenes, etc.
Este proyecto de Investigación tiene como contenido los
antecedentes históricos de los Circuitos Integrados, su definición, la forma en
que son fabricados, el material del cual están hechos, clasificación de acuerdo
a su estructura y función; funciones de los circuitos integrados, el uso de
estos y las ramas que abarca el uso de los circuitos integrados.
La importancia de este trabajo radica en la gran utilización
que presentan los Circuitos Integrados en la electrónica y en la fabricación de
cualquier aparato nuevo. Otro detalle muy importante es que los Circuitos
Integrados son uno de los dispositivos mas importantes en la electrónica ya que
si no fuera por ellos; no contaríamos con la tecnología que actualmente
poseemos. La razón de su uso es por su tamaño; ya que estos circuitos pueden
contener miles de transistores y otros componentes como resistencias, diodos,
resistores, capacitadotes, etc; y medir solamente unos centímetros.
Los ordenadores comúnmente llamados computadoras o PCs
utilizan esta característica de los Circuitos Integrados ya que todas las
funciones lógicas y aritméticas de una computadora pueden ser procesadas por un
solo chip a gran escala llamado Microprocesador o cerebro de la computadora.
Los objetivos logrados con el desarrollo de este trabajo
fueron Conocer la historia de los circuitos integrados, como y cuando
surgieron, saber los materiales del cual están hechos, conocer un poco sobre
como se construyen, saber para que sirven, donde son utilizados, conocer las funciones que realizan en los
aparatos y/o sistemas.
1.-
INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS INTEGRADOS
Como todos sabemos los Circuitos Integrados son unos pequeños
circuitos electrónicos fabricados con una función específica como pueden ser:
Operaciones Aritméticas, funciones lógicas, amplificación, codificación,
decodificación, controladores, etc.
Estos Circuitos Integrados por lo general se combinan para
formar sistemas mucho mas complejos que pueden ser desde una calculadora, un
reloj digital, un videojuego, hasta una computadora, etc
Se fabrican mediante la difusión de impurezas en silicio
monocristalino, que sirve como material semiconductor, o mediante la soldadura
del silicio con un haz de flujo de electrones.
La característica más notable de un Circuito Integrado es su
tamaño; ya que puede contener 275, 000 transistores, además de una multitud de
otros componentes como son transistores, diodos, resistencias, condensadores y
alambres de conexión, y medir desde menos de un centímetro a poco mas de tres
centímetros.
Otra de las características de los circuitos integrados es que
rara vez se pueden reparar; es decir si un solo componente de un circuito
integrado llegara a fallar, se tendría que cambiar la estructura completa; esto
se debe al tamaño diminuto y los miles de componentes que poseen.
1.1.- Que son los Circuitos
Integrados
Un
circuito integrado o ( ci ) es aquel en el cual todos los componentes, incluyendo transistores, diodos, resistencias,
condensadores y alambres de conexión, se fabrican e interconectan completamente
sobre un chip o pastilla semiconductor de silicio.
Una vez
procesado, el chip se encierra en una cápsula plástica o de cerámica que
contiene los pines de conexión a los circuitos externos.
Los chips
digitales mas pequeños contienen varios componentes sencillos como compuertas,
inversores y flip-tops. los mas grandes contienen circuitos y sistemas
completos como contadores, memorias, microprocesadores, etc. La mayoría de los
circuitos integrados digitales vienen en presentación tipo dip (dual in-line
package ) o de doble hilera. Los ci mas comunes tipo dip son los de 8,14,16,24,
40 y 64 pines.
En
la cápsula trae impresa la información respecto al fabricante, la referencia
del dispositivo y la fecha de fabricación.
Además del tipo
dip, existen otras presentaciones comunes de los circuitos integrados digitales
como la cápsula metálica, la plana y la " chip carrier". Existen
circuitos integrados que utilizan cápsulas
smt o de montaje superficial , smt son casi 4 veces mas pequeños que los
dip .
La tecnología smt (surface-mount technology ) es la
que ha permitido obtener calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito.
1.2.-
Historia de los Circuitos Integrados.
La introducción de los tubos de vacío a
comienzos del siglo XX propició el rápido crecimiento de la electrónica
moderna. Con estos dispositivos se hizo posible la manipulación de señales,
algo que no podía realizarse en los antiguos circuitos telegráficos y
telefónicos, ni con los primeros transmisores que utilizaban chispas de alta tensión
para generar ondas de radio. Por ejemplo, con los tubos de vacío pudieron
amplificarse las señales de radio y de sonido débiles, y además podían
superponerse señales de sonido a las ondas de radio. El desarrollo de una
amplia variedad de tubos, diseñados para funciones especializadas, posibilitó
el rápido avance de la tecnología de comunicación radial antes de la II Guerra Mundial, y el
desarrollo de las primeras computadoras, durante la guerra y poco después de
ella.
Hoy día, el transistor, inventado en
1948, ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus
aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales semiconductores y
contactos eléctricos, el transistor permite las mismas funciones que el tubo de
vacío, pero con un costo, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad.
Los progresos subsiguientes en la tecnología de semiconductores, atribuible en
parte a la intensidad de las investigaciones asociadas con la iniciativa de
exploración del espacio, llevó al desarrollo, en la década de 1970, del
circuito integrado. Estos dispositivos pueden contener centenares de miles de
transistores en un pequeño trozo de material, permitiendo la construcción de
circuitos electrónicos complejos, como los de los microordenadores o
microcomputadoras, equipos de sonido y vídeo, y satélites de comunicaciones.
El primer circuito Integrado fue creado
por Jack Kilby en la empresa Texas Instruments en el año de 1959; poco mas de
una década después de la invención del transistor en los laboratorios Bell en
1947.
A partir de 1966 los Circuitos
Integrados comenzaron a fabricarse por millones y en la actualidad se considera
una pieza esencial en los aparatos electrónicos.
2.- ESTRUCTURA DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS
En este
capitulo se dará a conocer la forma en que los circuitos integrados son
fabricados, así como los materiales de los cuales están constituidos; también
veremos la clasificación de dichos circuitos de acuerdo a su estructura y la
clasificación de acuerdo a su función.
2.1.-
Como se fabrican los Circuitos Integrados.
Los
Circuitos Integrados digitales disponibles se fabrican a partir de pastillas de
silicio. el procesamiento del silicio
para obtener CI o chips es relativamente complicado .
El
silicio utilizado para la fabricación de chips es de una pureza de orden del
99.9999999% . una vez sintetizado, el silicio se funde en una
atmósfera inerte y se cristaliza en forma de barras cilíndricas de hasta 10cm
de diámetro y 1 m de largo .
Cada barra se corta en pastillas de 0.25 a
0.50 mm de espesor y las superficies de estas ultimas se pulen hasta quedar
brillantes. dependiendo de su tamaño, se obtienen varios cientos de circuitos
idénticos (chips) sobre ambas superficies mediante un proceso llamado planar, el mismo utilizado para producir
transistores en masa..
Para
fabricar un chip, las pastillas de silicio se procesan primero para hacer
transistores. una pastilla de silicio por si misma es aislante y no conduce
corriente. los transistores se crean
agregando impurezas como fósforo o arsénico a determinadas regiones de la
pastilla. las conexiones se realizan a
través de líneas metálicas.
Cada rasgo
de forma sobre la pastilla rociando en las regiones seleccionadas un químico
protector sensible a la luz llamado photoresist, el cual forma una película muy
delgada sobre la superficie de la pastilla.
la pastilla es entonces bombardeada con luz, mediante un proyector
deslizante muy preciso llamado alineador óptico.
El alineador
posee un dispositivo muy pequeño llamado mascara, que evita que la luz incida
sobre puntos específicos de la pastilla,
cuando la luz alcanza un área determinada de la pastilla elimina el
photoresist presente en esa zona. a este
proceso se le denomina fotolitografía.
Mediante
un proceso de revelado, el químico se deposita en las regiones descubiertas por
la luz e ignora las encubiertas por la mascara. estas ultimas zonas aun permanecen recubiertas de "
photoresist".
La
precisión del alineador óptico determina que tan fino puede hacerse un
rasto. A comienzos de los 70´s, era
difícil hacer transistores de menos de 10 micras de tamaño. Ahora, los transistores alcanzan tamaños
inferiores a una velocidad de respuesta de los dispositivos.
A
continuación, la pastilla se calienta a altas temperaturas; esto origina que el
silicio no procesado de la superficie se convierta en oxido de silicio (SiO2).
El SiO2 se esparce sobre la superficie de la pastilla y forma sobre
la misma una delgada película aislante de unas pocas micras de espesor.
De este
modo se obtiene el primer nivel de metalización de chips. Para obtener una
nueva capa de metalización, el SiO2
se trata nuevamente con "photoresist" y se expone al alineador
óptico, repitiéndose el mismo procedimiento seguido con el silicio del primer
nivel.
Las
diferentes capas van creciendo una sobre otra formando una estructura parecida
a un sandwich, con el SiO2 como
el pan y el metal o el silicio dopado como la salchicha, la mayoría de
Circuitos Integrados no se hacen con mas de tres capas de metalización.
2.2.-De
que están hechos los Circuitos Integrados.
Los Circuitos Integrados están hechos por silicio que sirve
como base donde se fabrican transistores, diodos y resistencias. Los circuitos
Integrados contienen cientos de estos componentes distribuidos de manera
ordenada; esto se logra por medio de la técnica llamada fotolitografía la cual permite ordenar miles
de componentes en una pequeña placa de silicio.
2.2.1.-
Clasificación de los Circuitos Integrados de acuerdo a su estructura.
La
clasificación de los Circuitos Integrados de acuerdo a su estructura puede ser
de acuerdo a la cantidad de compuertas utilizadas para implementar la función
propia del chip (llamado Escalas de Integración) como sabemos, las compuertas son los bloques constructivos
básicos de todos los circuitos digitales.
Las escalas
de Integración son 4: SSI, MSI, LSI, VLSI; a continuación veremos cada una de
ellas.
SSI.- Significa Small Scale Integration
( integración en pequeña escala)y comprende los chips que contienen menos de 13
compuertas. ejemplos: compuertas y flip flops.
los Circuitos Integrados SSI se fabrican empleando tecnologías ttl, cmos
y ecl. los primeros Circuitos
Integrados eran SSI .
MSI.- Significan Medium Scale
Integration ( integración en mediana escala), y comprende los chips que
contienen de 13 a 100 compuertas .
ejemplos: codificadores, registros, contadores , multiplexores, de
codificadores y de multiplexores. los Circuitos Integrados MSI se fabrican
empleando tecnologías ttl, cmos, y ecl.
LSI.- significa Large-Scale
Integration ( integración en alta escala) y comprende los chips que contienen
de 100 a 1000 compuertas. ejemplos: memorias, unidades aritméticas y
lógicas (alu's), microprocesadores de 8
y 16 bits . los Circuitos Integrados
LSI se fabrican principalmente empleando tecnologías i2l, nmos y pmos.
VLSI.- Significa Very Large Scale
Integration ( integración en muy alta escala) y comprende los chips que
contienen mas de 1000 compuertas ejemplos: micro-procesadores de 32 bits,
micro-controladores, sistemas de adquisición de datos. los Circuitos Integrados
VSLI se fabrican también empleando tecnologías ttl, cmos y pmos.
2.2.2.-
Clasificación de los circuitos Integrados de acuerdo a su función.
Los Circuitos
Integrados se clasifican en CI analógicos, digitales, de interfase y de
consumo. A continuación veremos cada uno de estos.
2.2.2.1.-
Circuitos Integrados Analógicos.
Los Circuitos
Integrados analógicos se fabrican usado gran variedad de tecnologías de
semiconductores, como bipolar, efecto de campo, óxidos metálicos y
combinaciones de estas tres. En la mayoría de los casos el usuario no esta
interesado en este aspecto de los Circuitos Integrados, ya que únicamente puede
basar su trabajo en las especificaciones del fabricante. La tecnología empleada
en la fabricación de los Circuitos Integrados digitales es importante para el
usuario, debido a que estos se emplean en “familias lógicas”, con
características eléctricas comunes que garantizan su compatibilidad. Los
Circuitos Integrados analógicos se seleccionan normalmente siguiendo criterios
individuales, y solo es importante su
compatibilidad con los requisitos de alimentación. Incluso en este aspecto, la
mayoría de los Circuitos Integrados analógicos están disponibles con amplios
márgenes de alimentación, por lo que su empleo no suele estar condicionado por
su compatibilidad.
A continuación
describiremos distintas clases de Circuitos Integrados analógicos:
2.2.2.1.1.- Amplificador Clase A (lineal)
En este amplificador, la señal de entrada
es reproducida, aumentada en amplitud, exactamente con la misma forma de onda a
la salida. Para ello, el punto de reposo (Q) se sitúa en el centro de la curva
de corriente del colector (Ic), de forma que tanto la señal de
entrada como la señal amplificada de salida trabajan solamente en la zona
lineal de la misma. Ic es siempre saliente (fig.1) Los
amplificadores Clase A se emplean siempre que la forma de onda de salida haya
de ser la misma, con una distorsión mínima, que la de la señal de entrada. Los
amplificadores operacionales y los amplificadores “de pequeña señal”, como por
ejemplo amplificadores de radio frecuencia, amplificadores de frecuencia
intermedia, preamplificadores, etc., son básicamente amplificadores en Clase A.
Figura
1.- Amplificador clase A
2.2.2.1.2.- Amplificador Clase
AB
En este tipo
de amplificador el punto de trabajo (Q) se sitúa por debajo del punto central
de la zona lineal de la curva Ic. Como resultado se ello se tiene
que una mitad de la salida será una reproducción lineal de una mitad de la
entrada, pero la segunda mitad de la salida estará parcialmente suprimida.
Existen dos versiones Clase AB1 y Clase AB2. En Clase AB2 el punto Q esta muy
cerca del punto de corte; en Clase AB1 este se sitúa aproximadamente un 20% o
30% por encima del punto de corte. Ambas versiones de usan en circuitos push-pull
minimizándose la distorsión de cruce mediante, compensación mutua. Los
amplificadores Clase AB1 y AB2 son ampliamente utilizados en la excitación de
altavoces y motores de servomecanismos, aplicaciones en las que se requiere una
amplificación sinusoidal lineal con potencias moderadas.
2.2.2.1.3.-Amplificador Clase B
En este
tipo de amplificador, el punto de trabajo (Q) se sitúa exactamente en el punto
de corte de la curva del circuito integrado, teniendo esto como resultado la
amplificación de solo medio ciclo de la señal sinusoidal de entrada. Los
amplificadores Clase B son sistemáticamente empleados en configuraciones
complementarias push-pull. En esta configuración, uno de los
amplificadores trabaja sobre los semiciclos positivos de la señal de entrada,
mientras que el otro lo hace sobre el semiciclo negativo de la señal sinusoidal
de entrada. Ampliamente utilizado como amplificadores de audio, amplificadores
para servomecanismos y aplicaciones similares en las que es esencial una alta
linealidad en la seña sinusoidal de salida, los amplificadores en Clase B gozan
de una excelente eficiencia y un buen comportamiento en lo relativo a la presencia
de armónicos de segundo y tercer orden. Aparece cierta distorsión en el punto
de cruce debido a la ligera alinealidad de la curva Ic en este
punto. El componente representativo de
estos amplificadores es ek Fairchild TBA 810S.
2.2.2.1.4.-
Amplificador Clase C.
En los amplificadores Clase C, el punto de trabajo (Q) se
sitúa al doble del punto de corte de la curva Ic . Solo una mitad de
un semiciclo de señal sinusoidal es amplificada a la salida. Los amplificadores
Clase C son utilizados usualmente en osciladores de radio frecuencia y, en
algunos casos en transmisores de radio frecuencia. En estas aplicaciones el
efecto del circuito resonante proporciona la otra mitad del ciclo. Alta
eficiencia es la característica esencial para los amplificadores Clase C en
circuitos de radio frecuencia adecuadamente diseñados y ajustados.
Los parámetros
fundamentales son:
a)
Ganancia. En la mayoría de las
aplicaciones, una ganancia en tensión de 20 es adecuada.
b)
Frecuencia. Para aplicaciones como
osciladores o amplificadores la salida de transmisores RF, el límite de
frecuencia del dispositivo deberá estar situado al menos un 10% por encima de
la frecuencia de resonancia esperada.
c)
Potencia de salida. La potencia de
salida puede variar en función con la frecuencia de trabajo, pero es un
criterio básico de diseño.
d)
Disipación de potencia. Los
amplificadores en Clase C trabajan normalmente cerca de sus límites
especificados para la disipación de potencia, por lo que resulta critico el acoplo
mecánico de sus características técnicas.
2.2.2.1.5.-
Amplificador de corriente (seguidor lineal).
Los
amplificadores de corriente son básicamente amplificadores Clase A que tienen
usualmente una ganancia en tensión de 1 y funcionan efectivamente como en
transformadores de impedancias. Su
característica principal es su capacidad de manejar importantes corrientes de
salida. Algunas veces se denominan seguidores lineales por similitud con los
circuitos seguidores de emisor con transistores. Los amplificadores de
corriente son frecuentemente utilizados, conjuntamente con amplificadores
operacionales, dentro del lazo de realimentación para proporcionar una
corriente de salida adicional.
2.2.2.1.6.-
Amplificador diferencial.
Los
amplificadores diferenciales tienen dos terminales de entrada, aislados ambos
respecto de masa a través de la misma impedancia como se muestra en la figura
2. Básicamente similar a los amplificadores de tensión Clase A, el amplificador
diferencial amplifica solamente la diferencia de tensión entre sus dos
terminales de entrada. Las señales que
aparecen en ambos terminales no son amplificadas, permitiendo el amplificador
diferencial extraer pequeñas señales en presencia de fuertes interferencias
electromagnéticas. Esta capacidad de rechazar señales comunes a ambos
terminales de entrada se especifica en la relación de rechazo al modo común. El
componente representativo es el Sprague ULN-2047.
Figura 2.- Amplificador Diferencial
2.2.2.1.7.-
Amplificador de aislamiento.
Consistente en
varias etapas de amplificación, el amplificador de entrada está, bien
eléctricamente bien ópticamente aislado de la salida (fig.3). El amplificador
de entrada es usualmente de tipo diferencial, modulándose en radio frecuencia
su salida, que se lleva a través de un transformador de RF hasta la segunda
etapa, en la que se demodula y filtra. La fuente de alimentación para la
sección del amplificador de entrada también debe estar aislada de forma que no
exista conexión en bajas frecuencias o en continua entre las secciones de
entada y salida del amplificador . El funcionamiento de los amplificadores por
aislamiento óptico es similar, sustituyéndose en transformador de RF por un
opto-acoplador. Los amplificadores de aislamiento están generalmente
encapsulados en una unidad y se emplean
en aquellas aplicaciones que requieren muy bajos niveles de conducta en
continúa o a través de alimentación. Los
amplificadores de aislamiento siempre requieren fuentes de alimentación aisladas
así como cables convenientemente aislados entre la fuente alimentación y el
amplificador. En algunos casos se emplean baterías para evadir el problema de
aislamiento de la fuente de alimentación. El componente representativo es el
Analog Devices AD293.
2.2.2.2.- Circuitos Integrados de Consumo
Los circuitos integrados
englobados en esta categoría son aquellos que ofrecen los fabricantes para uso
en equipos clasificados como de <<electrónica de consumo>>.
Obviamente, los CI utilizados en los relojes de pulsera, detectores de humos,
televisores y calculadoras quedan dentro de esta categoría. Los circuitos
integrados utilizados en temporizadores de electrodomésticos son los mismos que
los empleados en los relojes industriales, y el microprocesador empleado para
el control de un horno de microondas o un juego electrónico también estará
englobado como CI de consumo. Este problema de clasificación viene marcado por
el hecho de que para cualquier función dada, como por ejemplo el CI de un
reloj, de una calculadora o un CI para un juego electrónico, hay muchos modelos
diferentes, algunos vendidos únicamente al fabricante del producto de consumo y
otros disponibles para los distribuidores de electrónica. Algunos de estos CI
son tan exclusivos que ni siquiera se han publicado nunca las especificaciones
y algunos otros han sido desarrollados en exclusividad para una calculadora,
reloj o juego. Los circuitos integrados diseñados para las cámaras automáticas,
por ejemplo, parecen pertenecer mayoritariamente a esta categoría.
Solo unos cuantos
fabricantes publican los datos de sus circuitos integrados personalizados y
solo para unos pocos tipos. La inmensa mayoría de los circuitos integrados
utilizados en el mercado de gran consumo son aparentemente diseños
personalizados y en el caso de necesidad de repuestos solo el fabricante
original del equipo los tiene en stock.
Los CI de consumo son
prácticamente siempre circuitos de gran escala de integración y contienen
frecuentemente tanto los circuitos analógicos como digitales. En esta sección
se relacionaran los circuitos integrados de consumo conforme a los equipos de
consumo en que se emplean. Cada uno de ellos es un ejemplo representativo tato
aquellos de carácter estándar como de los diseños personalizado que realizan
una función determinada. En los casos en que su función se combina con otras,
pueden encontrarse diferencias en cuanto a sus características u otras
diferencias mínimas, pero la funcionalidad esencial aquí descrita es la propia
de cada tipo de circuito integrado.
2.2.2.2.1.-CIRCUITO DE ALARMA
Este
circuito proporciona todas las funciones necesarias para alarmas antirrobo, de
temperatura, de humedad y para otros tipos de sistemas de seguridad. Se
incluyen entradas positivas como negativas junto a una señal de supresión de
ruido como se muestra en la figura 4. Una de las características de este CI es
su capacidad para detectar la descarga de la batería. La corriente de salida
puede ajustarse para la excitación de bocinas altavoces o cualquier otro tipo
de indicador sonoro o visual. Dispone de entradas separadas para los
interruptores de conexión y desconexión de alarma. Estos interruptores
generalmente trabajan alimentados a baterías, los requerimientos de consumo de
este tipo de circuito integrado deberán ser mínimos posibles.
Figura 4.-Circuito de Alarma
Los parámetros fundamentales son:
a) Consumo de corriente en
reposo. Es la máxima corriente consumida cuando no se produce una señal de
alarma. Entre 5 y 7 micro amperes es un valor típico.
b) Consumo de corriente en
funcionamiento. Es la máxima corriente consumida por el CI cuando se produce la
alarma. Valores típicos desde 5 a 15 mA.
c) Umbral de la tensión de
entrada. Es el nivel de la señal de entrada tanto negativa como positiva que
disparara la alarma. Valores típicos
desde 3,0 a 3,4 V.
d) Umbral de detección de
batería descargada. Es la tensión a la cual la alarma por batería baja
comenzara para indicar ese hecho. Valores típicos entre 1,7 y 2,0 V.
e) Corriente máxima de salida.
La corriente máxima en este tipo de CI es ajustable para asegurar la
interconexión correcta con circuitos lógicos o indicadores externos. La
corriente máxima de salida típica es de 15mA.
El Componente representativo de este tipo de circuitos
es el AMI S2561.
2.2.2.2.2.- AMPLIFICADOR DE
POTENCIA DE AUDIO
Estos
dispositivos son amplificadores de potencia de baja frecuencia (generalmente
desde 40Hz a 20.000Hz). internamente están diseñados como amplificadores de
potencia en clase B y ofrecen una ganancia de potencia razonable (entre 5 y 10
W típicamente), así como bajos niveles de distorsión. Para manejar las
potencias digitales, la mayoría de los integrados poseen varios terminales
planos y grandes que se conectan a masa y actúan como radiadores térmicos.
Estos integrados ofrecen además funciones adicionales, como por ejemplo
shut-down térmico, protección contra sobre tensiones y compensaciones en
frecuencia. La salida esta diseñada para trabajar sobre bajas impedancias (un
altavoz de 4 ohmios es típico).
Parámetros fundamentales
a) Potencia de salida. Es la
potencia de salida especificada del dispositivo. La potencia se da para una
carga y frecuencia especificada. La potencia de salida disminuye al hacerlo la
tensión fuente.
b) Distorsión armónica total.
La distorsión armónica total es la distorsión causada por el funcionamiento
alineal del amplificador. Este parámetro se expresa como un porcentaje de la
salida total, siendo el 0,3 % el valor normal.
c) Consideraciones térmicas.
Desde el momento que estos dispositivos están diseñados para la entrega de una
potencia significativa a la carga, los efectos del calor producido por el
integrado son un criterio primario para la construcción y funcionamiento de los
circuitos integrados situados en la alrededores del amplificador de potencia.
Los puntos de atención prioritaria incluyen los detalles físicos del montaje y
los datos de potencia térmica. Los terminales anchos del integrado se emplean
para la conducción del calor fuera del integrado y serán muy eficaces si se
utilizan con propiedad. El fabricante entrega generalmente información
mostrando la disipación de potencia frente a la temperatura indican como debe
reducirse la disipación de potencia al aumentar la temperatura ambiente. La
disipación de potencia especificada para un integrado lo es para temperatura
ambiente (25 grados Celsius).
2.2.2.2.3.- SISTEMA DE RADIO AM/FM
Un integrado de este tipo
combina la mayoría de los circuitos necesarios para un sistema completo de
recepción de radio AM/FM. Los bloques internos que contiene el citado sistema
incluyen un amplificador de potencia, un conversor AM (mezclador y oscilador
local), la etapa de FI de AM, el detector, la etapa de FI de FM y el detector
de FM. Son necesarios componentes externos tales como resistencias, bobinas y
resistencias para hacer completamente funcional el receptor. Estos componentes
externos determinan algunas de las características funcionales del sistema,
como pueden ser el ancho de banda y la ganancia. Además, los componentes
externos son necesarios para construir los circuitos tanque necesarios para la
sintonía de las etapas de FI. Funciones que pueden también estar incluidas en
el integrado son la fuente de alimentación regulada, el medidor de salida y el
silenciamiento de audio.
Los parámetros fundamentales son:
a) Margen de tensiones de
alimentación del funcionamiento. Especifica el margen de tensiones posibles de
alimentación. Un amplio margen permite su uso en equipos portátiles con las
baterías descargadas. Un típico margen de tensiones de alimentación cubre desde
4 a 15 V.
b) Disipación del encapsulado.
Esta es la especificación a temperatura ambiente de la disipación de potencia.
Un valor no muy inusual con el amplificador de potencia incluido es 1,6 W.
c) Potencia de salida. La
potencia típica de salida sobre 8 ohmios a 1 kHz es de 325 mW, con una
distorsión armónica igual al 10%.
El
componente representativo es el National Semiconductor EM1868.
2.2.2.2.4.- SISTEMA DE RECEPCIÓN
AM
Como muestra en la figura siguiente (fig. 5), todos los
componentes activos de un receptor de AM típico están integrados en un solo CI.
Solamente las redes de resonancia tienen que disponerse en el exterior. Este
circuito integrado incluye el conversor de RF, el amplificador de FI, el
detector y el circuito de control automático de ganancia (AGC), el diodo
regulador zener integrado y la etapa de preamplificación de audio. En algunos
sistemas de recepción integrados de AM se incluyen también el amplificador de
RF, excluyéndose el medidor de sintonía o el preamplificador de audio.
Los parámetros fundamentales son:
a) Sensibilidad. Es la
sensibilidad total del receptor, basada en una selección particular de bobinas
de RF Y FI, usualmente a 1 MHz, con ondulación AM del 30%, a una frecuencia de
audio de 400Hz y para un nivel de salida especificado. Una sensibilidad típica
para un nivel de salida de 10 mV podría ser de 10 microV.
b) Relación señal de ruido.
Medida en las mismas condiciones que para el parámetro (a) anterior; un valor
típico seria 4,5dB.
c) Disipación máxima de
potencia. Medida generalmente a temperatura ambiente. Un sistema de recepción
AM integrado puede disipar típicamente 600 mV.
Figura 5.- Sistema de
Recepción AM
El
componente representativo es el National Semiconductor LM3820.
2.2.2.2.5.- Temporizador de
control para electrodomésticos
Aunque los temporizadores
de control difieren en su flexibilidad de aplicación, el temporizador típico,
como el circuito integrado mostrado en la figura siguiente (fig. 6), puede
emplearse con líneas tanto de 50 como de 60 Hz trabajando tanto sobre una base
horaria de doce como de veinticuatro horas. Si se emplea una línea de
alimentación, es necesario disponer de una entrada de reloj externo. Los
terminales de control externo se emplean para inicializar los minutos y horas y
poner en marcha o detener el temporizador. Existe además un control de
<<inicialización>>, que provocara el retorno del temporizador a su
hora original; un control de <<repetición>>, que permitirá al
temporizador la repetición de la operación tantas veces como este control se
active, y un control de <<cancelación>>, que cancelara la alarma.
Los
parámetros fundamentales son:
a) Niveles de control. Son los
niveles para los estados lógicos 0 y 1 necesarios en cualquiera de las entradas
y salidas de control. Valores típicos son + 0,3 V para el nivel lógico 0 y –6 V para el nivel
lógico 1. esto se basa en una tensión de alimentación de –12V.
b) Nivel de salida para el
visualizador. Son los niveles de tensión necesarios para conectar o desconectar
el visualizador de segmentos. Depende del tipo de visualizador empleado,
estando los valores típicos en el margen de 0 a +5V para LED y entre –2 y 0 V
para visualizadores flouresentes.
c) Potencia máxima disipada.
Dependiendo de la familia lógica, los calores típicos están en torno a 100 mW.
Figura
6.- Temporizador de Control
2.2.2.2.6.- Procesador de
recuccion de ruido dolby
Este circuito integrado ha sido diseñado específicamente
para llevar a cabo la reducción de ruido según la norma Dolby-B para
monocanales de audio. Además de un regulador interno de alimentación. Contiene
un conjunto de amplificadores y precisa de algunas redes RC externas. Una de
estas redes, que contiene cinco condensadores y tres resistencias, se conecta a
cuatro terminales externos, mientras que la segunda, que constituye la vía de
realimentación, esta formada por tres resistencias y tres condenadores
trabajando conjuntamente con un circuito rectificador interno. Estas redes RC
están detalladamente especificadas por el fabricante para garantizar la obtención
del sistema de reducción de ruido Dolby-B deseado.
Los
parámetros fundamentales son:
a) Distorsión. La máxima
distorsión provocada por este CI esta especificada en un 0,05% para 1 kHz y un
nivel de entrada de 0 dB, pasando a ser de un 0,1% para 10kHz y 10 dB de un nivel de entrada.
b) Margen dinámico de señal.
Determina el margen de entrada de la señal para obtener una distorsión del 0,3%
a 1 kHz. Un valor típico serian 14 dB.
c) Relación señal/ruido. En el
modo de codificación, un valor típico es de 70 dB, pasando a 80 dB cuando esta
en el modo de decodificación.
d) Resistencia de entrada.
Valor típico 65 kiloohmios.
e) Resistencia de salida.
Valores típicos desde 80 a 100 ohmios.
El
componente representativo es el Fairchild uA 7300.
2.2.2.2.7.- Calculadora de cinco
funciones
Este circuito integrado
lleva acabo las cuatro funciones básicas de calculo, así como el cargo y
descargo de porcentajes. Funciona con un teclado simple que consta de las
teclas C-CE, las diez teclas numéricas y las seis teclas de función mas el
punto decimal. Es el típico de las calculadoras de bolsillo económicas y
contiene todas las funciones lógicas y de memoria en un único integrado de 28
terminales. En muchas calculadoras avanzadas se emplean muchos otros circuitos
integrados mas complejos que proporcionan mas de ocho dígitos en visualizador,
mas funciones que las cinco básicas y cierta cantidad limitada de memoria, pero
sus características básicas son las mismas.
Como se
muestra en la figura siguiente, las nueve conexiones para los dígitos están
compartidas entre el teclado y el visualizador. Tres líneas procedentes del
teclado indican al integrado que columna de teclas ha sido pulsada.
Combinándose esta información con la de digito. Cuando se pulsa una tecla del
teclado, el mismo conjunto de nueve líneas valida uno de los ocho dígitos del
visualizador, iluminándose l digito de siete segmentos correspondiente. El
resto de entradas son el oscilador externo y la señal de validación del
oscilador.
Los parámetros fundamentales son:
a) Tensión de alimentación.
Depende del tipo de visualizador para el que se ha diseñado el circuito
integrado. Para visualizadores fluorescentes, la tensión típica es de –15V,
siendo de –7,5V para tipos con visualizador de diodos electro luminiscentes.
b) Niveles de entrada. Para
circuitos integrados de –15 V, el margen del nivel lógico 1 va desde –15 hasta
–6 V, y para el nivel lógico 0 desde –1,5 a 0 V. Para circuitos integrados
alimentados a –7,5 V, el nivel lógico 0 ca desde –0,5 a 0 V.
c) Resistencia de entrada del
teclado. El valor típico es de 1.000 ohmios para todo tipo de calculadoras.
d) Consumo en reposo. Es la
potencia consumida por el CI cuando todos los dígitos del visualizador están
apagados. Para CI de –15 V, el valor típico es de 75 uW para los alimentados a
–7,5 mW.
e) Potencia disipada máxima. A
temperatura ambiente + 25 grados Celsius, la potencia máxima en
cualquier tipo de calculadora puede disipar es de 500 mW.
El
componente representativo es el Texas Instruments TMS1018.
2.2.2.2.8.- Circuitos de reloj
Este circuito integrado
proporciona todas las funciones necesarias en un reloj electrónico alimentado
tanto desde la red AC como desde la bateria de un automóvil, barco o avión.
Dependiendo de la aplicación, puede funcionar a partir de un cristal de
sintonía de color de TV de 3,58 MHz o de los 60Hz de la línea de alimentación.
Estas señales se emplean en la cuanta de minutos, decenas de minutos y horas
del visualizador. Se dispone de una salida de 3,75 Hz para el parpadeo de
gigitos específicos o de mensajes. En este circuito integrado se han dispuesto
salidas independientes para los excitadores de segmentos del visualizador LED o
indicadores numéricos fluorescentes. Solo son necesarias tres entradas de
control. La entrada de <<incremento>> permite seleccionar cualquier
digito en particular, bien sea el de horas, decenas de minutos o minutos, o la
puesta en marcha de reloj. Una vez seleccionado el estado deseado, puede
incrementarse el digito proporcionado un impulso mediante el cierre del
pulsador. La entrada de <<reinicializacion>> provoca el retorno a
1:00 del reloj.
Los parámetros
fundamentales son:
a) Tensión de alimentación.
Una tensión nominal de +5 es un valor típico.
b) Niveles de control lógico.
Para el nivel 1, entre 2,0 y 5,0 V es un margen típico. Para el nivel 0, el
margen típico suele ir desde 0 a 0,3 V.
c) Potencia máxima disipada.
Se disipan aproximadamente 500mW cuando están iluminados todos los segmentos.
El componente representativo es el Intersil ICM7223.
2.2.2.2.9.- Generador de sonidos
múltiples
Los generadores de sonidos
múltiples combinan ruido generado internamente y tonos para producir efectos
sonoros especiales. El integrado contiene diversos tipos de osciladores que se
seleccionan y controlan desde terminales externos como se muestra en la figura
7. A través de estas terminales y bajo control de señales digitales, se pueden
seleccionar diferentes combinaciones de señales de salida procedentes de
osciladores controlados por tensión (VCO), osciladores de súper baja frecuencia
(SLF) y generadores de ruido que se mezclaran entre si. Las frecuencias de los osciladores se determinan por los
valores de resistencias y condensadores conectados en terminales al efecto. El
sonido resultante puede simular el de trenes de vapor, pistolas y otros sonidos
propios de juegos.
Los
parámetros fundamentales son:
a) Corriente de alimentación.
Para Vcc igual a 9 V, 19 mA es un valor típico.
b) Potencia del amplificador
de audio. Estos circuitos pueden incluir un pequeño amplificador integrado para
trabajar sobre carga de 8 0hmios. La potencia de salida es de 125 mW.
Figura 7.- Generador de Sonidos Múltiples
El
componente representativo es el Texas Instruments SN94281.
2.2.2.3.- Circuitos Integrados Digitales.
Los circuitos Digitales trabajan con señales que solo
pueden tomar uno de dos valores posibles. Inicialmente, en circuitos digitales
discretos con transistores, este tomaba o bien el estado de corte, en el que la
tensión de salida de colector era próxima a la de alimentación, o el de
saturación, en el que dicha tensión de colector pasaba a tener un nivel próximo
al del emisor, usualmente tierra. En sistemas de lógica positiva, el nivel
próximo a tierra se considera el nivel lógico (0), y el nivel próximo a la
tensión de alimentación se considera como nivel lógico (1). Consideraciones
inversas se hacen por sistemas de lógica negativa. En las próximas
explicaciones y ejemplos se utiliza la lógica positiva, y el termino nivel
lógico (1) hará referencia al nivel de tensión alto, mientras que el termino
nivel (0) lo hará el nivel de tensión bajo.
Las
funciones digitales esenciales de todos los CI digitales son iguales
independientemente de la familia de que se trate. Una puerta OR, un flip-flop o
un registro de desplazamiento funcionan exactamente de la misma forma tanto si
el CI pertenece a la familia ECL o se ha empleado tecnología CMOS en su
fabricación.
2.2.2.3.1.- Microcomputador de 8 bits.
El microcomputador
que se muestra en la figura 8. Constituye un sistema computador completo
integrado en un único dispositivo. Contiene una memoria ROM/EPROM, una RAM y un
microprocesador, que a su vez incluye el controlador, el programa de control,
la ALU y algunos registros. El uso de un microcomputador de 8 bits en lugar de
uno de 4 permite escribir el programa de control con el uso de un número menor
de instrucciones. Además, un microcomputador integrado de 8 bits permite
procesar números más grandes. Una vez escrito y depurado el programa de control
se programa en la ROM o en la EPROM. Si se utiliza un microcomputador integrado
con ROM, esta programación debe efectuarla el fabricante del CI. Si se emplea
una EPROM, la programación puede hacerla el usuario con el dispositivo al
efecto. La decisión relativa a que tipo emplear se basa en criterios de
velocidad, costo, flexibilidad, etc.
Figura 8 .-Microcomputador de 8 bits.
2.2.2.3.2.- Microprocesador de 32 BITS
La
potencia de procesamiento que puede obtenerse de un microprocesador de 32 bits
es muy similar a la de los grandes ordenadores. Estos integrados están
diseñados para obtener altas prestaciones y su uso en entornos operativos
multitarea. El funcionamiento de un microprocesador de 32 bits es demasiado
complejo como para presentarlo aquí. Si desea saber mas deberá dirigirse a los
catálogos de datos del fabricante. El
componente representativo es el Intel 80386.
2.2.2.3.3.- Microprocesador de 16 BITS.
El
microprocesador que se muestra en la figura 9 es similar en cuanto a su
estructura a los de 4 u 8 bits, pero existen algunas diferencias:
a)
Pueden
manipularse números mayores en un único ciclo de instrucción. Pueden procesarse
valores numéricos de hasta 65 000 en un ciclo de suma, mientras que un
microprocesador de 8 bits tiene limitados sus valores numéricos en un máximo de
256 un un ciclo de suma.
b)
La
mayoría de las instrucciones precisan de ciclos de búsqueda, pero en un MP de 8
bits son necesarios dos ciclos de búsqueda para leer una instrucción de 16
bits.
c)
En los
microprocesadores de 16 bits se utilizan las más recientes técnicas de diseño
digital, como por ejemplo operaciones memoria a memoria, cola de instrucciones,
permitiendo así una ejecución más rápida de los programas.
Figura
9 .-Microprocesador de 16 bits.
2.2.2.4.- Circuitos Integrados de Interfase
Algunos textos consideran a los excitadores y receptores de
línea, integrados empleados en aplicaciones de interconexión a través de buses,
como dispositivos de interfase. Estos circuitos integrados se utilizan en
general como parte de un controlador digital u ordenador, o bien de un
periférico. El termino Interfase se refiere a que estos circuitos sirven de
enlace entre otros componentes de un sistema.
2.2.2.4.1.- Conversor
Analógico-Digital.
Existen en el mercado un gran numero de conversores
analógicos-digitales (ADC) específicos para un gran variedad de aplicaciones.
Prácticamente todos ellos trabajan en base a uno de los principios que se
describirán a continuación, y si bien muchos están disponibles como circuitos
integrados monolíticos, frecuentemente se utilizan módulos híbridos para
aplicaciones de propósito especial de alta precisión.
El método de conversión por comparación se ilustra en la
fig.10. El diagrama de bloques muestra un contador que ataca a una red
resistiva en escalera. Obsérvese que la relación entre los valores resistivos
en esta red sigue una secuencia de tipo binaria. La señal en escalera que
demuestra la figura11 ilustra la comparación entre la señal analógica de
entrada y la señal de salida generada a partir del contador en la red resistiva
en escalera. Mientras la señal de entrada sea superior al nivel de la señal en
escalera, los pulsos de salida, correspondientes a los pulsos de entrada de
reloj, pasan a través de los comparadores 1 y 2 y de las puertas NAND hacia el
terminal de salida digital serie.
Figura
10.- Diagrama de bloques de un conversor A/D por aproximaciones
En numero de pulsos de salida representa, pues, el nivel de
tensión de señal de entrada lógica. La mayoría de los conversores A/D por
comparaciones poseen una circuitería más sofisticada que la mostrada en la
figura 11.
Figura 11.- Señal en escalera.
El
segundo método de conversión analógico digital utiliza una rampa lineal para
relacionar la tensión de entrada de la señal analógica con intervalos de
tiempo. Como muestra el esquema de bloques del conversor de doble rampa de la
figura 12. Para la generación de esta rampa se utiliza un integrador.
En el
método de comparación, la exactitud del sistema viene limitada por el número de
bits del contador y la exactitud de las referencias de tensión (fig. 13). En el
conversor por integración, la precisión está limitada por la precisión de la
tensión de referencia y la frecuencia de la señal interna de reloj.
Figura 12.- Esquema de bloques de un conversor A/D de
doble rampa.
Figura 13.- Señales de doble rampa
3.-
FUNCIONES DE LOS CIRCUITOS INTEGADOS
Las funciones de los circuitos integrados son muy variadas;
ya que son utilizados en la mayoría de los aparatos electrónicos que existen y
estas pueden variar mucho de acuerdo con la finalidad con la que fueron creados
dichos circuitos. A continuación se presentaran algunos de los usos de los
circuitos integrados.
3.1.-
El uso de los Circuitos Integrados.
Los Circuitos Integrados tienen una infinidad de usos; sin
embargo veremos los usos de los Circuitos Integrados que hemos explicado
anteriormente.
Los
Amplificadores en Clase A se utilizan como amplificadores de bajo nivel en circuitos
de audio, en las etapas de radiofrecuencia y de frecuencia intermedia de
receptores de todo tipo y en las etapas de video de receptores de televisión y
monitores. Los Amplificadores Clase C se encuentran usualmente en osciladores a
frecuencias superiores a los 100 kHz. Los Amplificadores de corriente se
emplean como excitadores de cables coaxiales, servomotores, registradores de
precisión y transformadores elevadores de alta tensión, siendo también útiles
como amplificadores de salida de audio y en circuitos reguladores de fuentes de
alimentación. Los Amplificadores lineales son empleados en todo tipo de
amplificadores para cabezas de registro magnético, en gran cantidad de
instrumentación industrial, laboratorios científicos y aplicaciones médicas
donde deben amplificarse pequeñas señales en presencia de interferencias
externas. Los Amplificadores de Aislamiento son utilizados como amplificadores
de entrada en electrocardiogramas, electroencefalogramas y cualquier otra
monitorización fisiológica. Los amplificadores de aislamiento son utilizados
también en la instrumentación de las plantas de energía nuclear y en el control
de procesos industriales, en cualquier punto donde exista un problema de
seguridad eléctrica.
Entre los circuitos
integrados de consumo que explicamos anteriormente se encuentran los
circuitos de alarma que pueden utilizarse en diversos sistemas de seguridad y
en otros sistemas donde deben monitorizarse continuamente diversos parámetros
físicos, como por ejemplo temperatura, flujo de aire, presión, iluminación,
etc. Un cambio sustancial en el parámetro analógico externo que esta siendo
monitorizado activara el dispositivo de alarma. Debido al sistema de detección
de descarga de la bateria, este circuito es especialmente útil en aplicaciones
alimentadas a baterías. El Amplificador de potencia de audio se usan en
auto-radios, equipos domésticos de audio económicos y parte de la sección de
audio de receptores de televisión.
Los Sistemas de Radio AM/FM se emplea como
receptor en radios portátiles de FM y AM de baja potencia, autoradios y otros
tipos similares.
El sistema de recepción AM se emplea típicamente en
receptores miniatura y subminiatura de AM de radiodifusión, del tiempo y de
otros tipos. El temporizador de control para electrodomésticos puede
encontrarse en hornos de microondas, videos, cocinas eléctricas, lavadoras,
etc. El procesador de recucción de ruido dolby se usa en todo tipo de sistemas de audio HI-FI, dispositivos
de grabación, receptores FM, etc., donde se desee disponer del sistema de
reducción de ruido Dolby.
El circuito de reloj se emplea en relojes de todo tipo. El
generador de sonidos múltiples se emplean para producir sonido en video-juegos,
alarmas, muñecas e indicadores de control.
Entre los
circuitos digitales que vimos anteriormente se encuentra el microcomputador de
8 bits; este al igual que los microprocesadores de 4, 8 y 16 bits, y los
microcomputadores de 4 bits, estos de 8 bits pueden emplearse en hornos
microondas, juegos de televisión, calculadoras, etc.
Los
Microprocesadores de 32 bits se emplean en el diseño de ordenadores con altas
prestaciones y en sistemas controlados por ordenador. Los Microprocesador de 16
bits poseen unas prestaciones operativas superiores a las de los 4 y 8 bits.
Sus actuales aplicaciones cubren los juegos de TV, sistemas de control de
acondicionadores, aplicaciones de control de procesos, ordenadores personales y
de pequeños ordenadores de gestión.
Unos de los
Circuitos Integrados de Interfase que explicamos anteriormente son los
conversores analógico-digitales; los cuales se usan en instrumentación,
telemetría, utillaje controlado por ordenador y otros sistemas en los que una señal
analógica de entrada debe emplearse en un dispositivo digital. La mayoría de
las magnitudes físicas como temperatura, presión, iluminación, radiación, etc.,
pueden medirse mediante su conversión a señales eléctricas analógicas y
posteriormente en valores digitales para su uso en procesos digitales.
3.1.1.-
Ramas que abarca el uso de los Circuitos Integrados.
Los
Circuitos Integrados actualmente son utilizados en casi todas las ramas como
son la medicina, la industria, el comercio, etc. A diferencia de cuando
surgieron; ya que eran utilizados principalmente en la astronáutica y en el
ejercito.
3.2.-
Funciones principales de los Circuitos Integrados.
Las funciones
principales de los circuitos integrados son mejorar las funciones de los
aparatos tanto electrónicos como electrodomésticos; así como reducir el tamaño,
complejidad y por lo tanto el costo también disminuye.
CONCLUSIONES
Como Conclusión podemos mencionar que los Circuitos Integrados
son pequeños circuitos electrónicos que han ido evolucionando con el paso del
tiempo; ya que su funciones han crecido y su tamaño a disminuido
considerablemente; la llamada “Miniaturización”.
Estos circuitos están formados por una delgada oblea de silicio
sobre la cual se fabrican los transistores; la técnica llamada fotolitografía
ha permitido a los diseñadores crear centenares de miles de transistores en un solo chip
situando de forma adecuada las numerosas regiones tipo n y p.
Durante la fabricación, estas regiones
son interconectadas mediante conductores minúsculos, a fin de producir
circuitos especializados complejos. Estos circuitos integrados son llamados
monolíticos por estar fabricados sobre un único cristal de silicio. Los chips
requieren mucho menos espacio y potencia, y su fabricación es más barata que la
de un circuito equivalente compuesto por transistores individuales.
En la actualidad, los pasos para fabricar un circuito integrado
han cambiado, ya que han surgido nuevas industrias que han asumido la
responsabilidad de introducir los últimos avances tecnológicos en el equipo de
procesamiento. El resultado es que el fabricante puede concentrarse en el
diseño, el control de calidad, en el mejoramiento de las características de funcionamiento
y confiabilidad y en una todavía mayor miniaturización haciendo de esta forma a
los circuitos integrados cada vez mas confiables y con una menor complejidad
física y por lo tanto un menor costo.
Los
circuitos integrados han hecho posible el desarrollo de muchos nuevos
productos, como computadoras y calculadoras personales, relojes digitales y
videojuegos. Se han utilizado también para mejorar y rebajar el costo de muchos
productos existentes, como los televisores, los receptores de radio y los
equipos de alta fidelidad.
El desarrollo de los circuitos integrados ha revolucionado los campos de
las comunicaciones, la gestión de la información y la informática. Los
circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los dispositivos con el
consiguiente descenso de los costes de fabricación y de mantenimiento de los
sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad. Los relojes
digitales, las computadoras portátiles y los juegos electrónicos son sistemas
basados en microprocesadores.
FUENTES
INFORMATIVAS
Almendarez
Amador Domingo (1989) Circuitos Lógicos Combinatorios, Instituto
Tecnológico Nacional. México
Boylestad
Robert (1995) Análisis Introductorio de Circuitos Editorial Trillas.
México.
Boylestad
Robert (1998) Análisis Introductorio de Circuitos Prentice Hall. México.
Couglin
Robert F. y Drisool Frederick F. (1993) Amplificadores Operacionales y
Circuitos Integrados Lineales, Prentice Hall, México.
Diccionario
Enciclopédico Bruguera, (1976) tomo 3, Bruguera, México.
Enciclopedia
Encarta 99, Microsoft, 1999.
Enciclopedia
Hispánica, Macropedia tomo 2. Británica Publishers 1994. Estados Unidos
Gomez
de Tejada L. (1990) Tecnología Electrónica, , Paraninfo, España.
Gran
Diccionario Enciclopédico Ilustrado (1979), Tomo 3, Selecciones del Reader´s
Digest. México.
Hayt
William H., Kemerly Jack E. (1975) Análisis de circuitos de Ingeniería,
Mc Graw Hill, México.
Hayt
William H., Kemerly Jack E. (1988) Análisis de circuitos de Ingeniería,
Mc Graw Hill, México.
Hayt
William H., Kemerly Jack E. (1993) Análisis de circuitos de Ingeniería,
Mc Graw Hill, México.
Horenstein
Mark N. (1997) Microelectrónica: Circuitos y Dispositivos Prentice Hall.
México.
Horrocks
David H.(1994) Circuitos con retroalimentación y amplificadores
operacionales, Editorial Addison Wesley Iberoamericana, E.U.A.
Irwin
J. David (1997) Análisis Básico de Circuitos en Ingeniería, Prentice
Hall, México
Jonson
David E., Hilburn John L., Johnson Johnny R. Scott Peter D. (1995) Análisis
Básico de Circuitos Electricos, Mc Graw Hill, E.U.A.
King
G.J. (1981) Radio, , Alhambra, Madrid España.
Larousse
Multimedia Enciclopédico. Larousse (1998), España
Lenk
John D. (1978) Manual de Circuitos de Lógica, Diana, México.
Moses
Morris (1979) Circuitos Impresos, Editorial Glem, S.A. Argentina.
Nelson
Victor P., Troy Nagle H., Carroll Bill D. (1996) Análisis y diseño de
circuitos lógicos digitales Prentice Hall. México.
Ó
malley Chris (1999), Locura Digital En:
Popular Science, Febrero, México D.F.
Otmar
Kilgenstein (1980) Circuitos con transistores Editorial Ceac. Barcelona
España.
Peterson
Hill (1994), Sistemas Digitales, Limusa Noriega Editores, México.
Porat
Barra (1992), Introducción a la Tecnología Digital, Limusa Noriega
Editores, México.
Ras
Enrique (1988), Teoría de Circuitos, Fundamentos, Boixareu Editores,
México.
Robinson
Vester (1990), Principios Básicos de Electrónica Trillas, México.
Salcedo
Carretero Jose M., Lopez Galvan Jesús. (1995) Análisis de Circuitos
Electrónicos Lineales, Editorial Addsion Wesley Iberoamericana. E.U.A.
Vallejo
Horacio D. (2000), Comparador para sistemas de control En: Saber Electrónica. Septiembre. México
D.F.
www.altavista.com/ci.htm
www.geocities.com/alacidehard/ci.htm
www.geocities.com/alexkirlian/electronic_robotica_circuitos.htm
www.geocities.com/gecas77/circui1.htm
www.geocities.com/jimboshomeworks/trabajosisgig.htm
www.geocities.com/la_electro:aficcion/circuitos-integrados.htm
Zeines
Benjamin (1985) Análisis de Circuitos Electrónicos, Editorial
Continental, México.
Bibliografía utilizada:
www.lafacu.com
Intercambio de enlaces
Monografías
