4. Circuitos integrados

Un mundo donde se unen todos los elementos estudiados hasta ahora, nuevos materiales, procesos de miniaturización y nanotecnologías, es el del circuito integrado. Presentes en la mayoría de los dispositivos electrónicos son, sin duda, una de las contribuciones más importantes de la ciencia al mundo actual.
Un circuito integrado, también llamado microchip, es un circuito formado por elementos interconectados. Esos elementos son diodos, transistores, resistencias y condensadores, cada uno de los cuáles tiene una función en el circuito. Los elementos se disponen en una pastilla de silicio, de algunos milímetros cuadrados de área, y el conjunto realiza una función única, por lo que no es posible separar los elementos.
 
El conjunto se protege por una cápsula de plástico o cerámica.

Imagen 14. Autor: Angeloleithold. Licencia Creative Commons
Imagen 15. Autor: Antonio Pedreira. Dominio público.

Muchos de los circuitos integrados se pueden encontrar en casi cualquier dispositivo electrónico. Funcionan como temporizadores, amplificadores y unidades lógicas, contadores, calculadoras, sensores de temperatura, receptores de radio, etcétera.

Imagen 16. Autor: Desconocido. Licencia Creative Commons

El primer circuito integrado de la historia fue ideado por Jack Kilby, un ingeniero electrónico, a mediados de 1958. En esta época preocupaba a los ingenieros el hecho de que necesitaban cada vez de más y más componentes electrónicos para sus diseños de nuevos aparatos, lo que los hacía muy complejos y provocaba que, entre otras cosas, se multiplicaran los fallos en algunas de las miles de soldaduras que se debían realizar. Kilby concluyó que la solución a todos los males pasaba por incluir los componentes de los circuitos en una única pieza de material semiconductor, ya que de esta manera se minimizarían considerablemente los errores que ocasionaban, por ejemplo, las malas conexiones. Recibió el premio Nobel de Física en el año 2000.

La fabricación de circuitos integrados es un proceso complejo y en el que intervienen numerosas etapas. Cada fabricante de circuitos integrados tiene sus propias técnicas que guardan como secreto de empresa, aunque las técnicas son parecidas.

Icono IDevice Objetivos
En los circuitos integrados se integran diferentes elementos. Los describiremos aquí, por separado, de forma muy breve. Para saber más, clica en el elemento que te interese.

Transistor: elemento que cumple funciones de amplificador, conmutador o rectificador de la corriente eléctrica.
Imagen 17. Autor: Marvelshine.
Licencia Creative Commons
Diodo: dispositivo de estado sólido que permite que la corriente de flujo se oriente en una sola dirección, un proceso conocido como rectificación.
 
Imagen 18. Autor: Speedy González.
Licencia Creative Commons
Condensador: dispositivo que almacena energía eléctrica.
Imagen 19. Autor: Benutzer:Honina.
Licencia Creative Commons
Resistencia: elemento del circuito que dificulta el paso de la corriente eléctrica.
Imagen 20. Autor: Afrank99.
Licencia Creative Commons

Los circuitos integrados se montan en estructuras más grandes, conectándose a otros componentes electrónicos o a otros circuitos integrados, para conseguir los resultados buscados.

Un circuito impreso o PCB (del inglés Printed Circuit Board), es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados sobre un sustrato no conductor.

En la imagen de la derecha aparece el circuito electrónico que dirige un seguidor solar. En él se pueden distinguir los diferentes componentes del circuito, incluido un circuito integrado IC1. En la imagen de la izquierda, aparece el esquema del circuito impreso sobre el que se ha montado. La placa no conductora es de plástico verde y los componentes (R3; IC1; Q1; R6;...) se conectan mediante pistas de un material conductor (en amarillo). Podemos ver como el esquema y el circuito se corresponden.

Imagen 21. Autor: Hugo.
Licencia CC
Imagen 22. Autor: Desconocido.
Licencia CC

Icono IDevice Pre-conocimiento

¿Sabes que en un solo circuito integrado, gracias a la miniaturización de los componentes, se logran colocar muchos millones de transistores? Los avances tecnológicos en materia de circuitos integrados han hecho que las computadoras y portátiles estén ahora a nuestro alcance en tamaños reducidos y tan cómodos que nos acompañan a todos lados.

Ese mismo número de transistores que contiene hoy un circuito integrado hubiera ocupado en 1950 un área mayor que la de ocho campos de fútbol.


Icono de iDevice Actividad de Espacios en Blanco
Con los conocimientos aprendidos y utilizando la lógica, completa el siguiente texto:
Un circuito es una pastilla (o "chip") muy delgada en la que se encuentran miles o millones de electrónicos interconectados, principalmente aunque también componentes pasivos como diodos, resistencias o Su área puede ser de un cm2 o incluso inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
  

Pregunta de Selección Múltiple
Te presentamos dos definiciones semejantes a otras que se han visto en el tema. Se trata de que identifiques la opción correcta.

Es un dispositivo que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en una continua.

Condensador.
Diodo.



Es un dispositivo que almacena carga eléctrica. Un modelo de este dispositivo está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
Transistor.
Condensador.



« Anterior | Siguiente »