Circuitos Integrados

Introducción

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 más 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, capacitadores, etc.; y medir solamente unos centímetros.

Objetivos

 Comprender el funcionamiento y utilidad de circuitos y funciones integradas modernas.

 Interpretar correctamente las especificaciones de circuitos y funciones integradas modernas.

Circuitos Integrados

Los circuitos integrados, a menudo llamado semiconductores, chips de circuitos integrados o simplemente IC, se dividen en numerosas categorías o tipos. Las principales organizaciones de comercio de semiconductores y empresas de investigación de mercados usan estas clasificaciones para informar sobre la salud de los distintos segmentos del mercado de chips. Aunque existen muchas clasificaciones, las tres clasificaciones principales son circuitos integrados analógicos, digitales y de señal mixta.

Un CI es un dispositivo que cuenta con sus propios transistores y resistores. Estos componentes internos no son discretos, sino que están integrados. Esto significa que se producen y conectan durante el mismo proceso de fabricación. El producto final, ya sea un amplificador multietapa o un circuito de conmutación, puede llevar a cabo una función completa. Debido a que sus componentes integrados son microscópicamente pequeños, un fabricante puede colocar cientos de ellos en el espacio que ocupa un simple transistor discreto.

¿Por qué surge el Circuito Integrado?

La idea de circuito integrado nace de la necesidad de reducir los circuitos eléctricos a uno mucho más sencillo y pequeño. Gracias a ellos, se evitaron la multitud de problemas que se daban a la hora de fabricar un circuito, como por ejemplo, que alguna de las miles de soldaduras que había que realizar estuviera defectuosa, o la reducción del espacio que ocupaban las válvulas de vacío, las cuales se vieron rápidamente obsoletas gracias a las mejoras que supuso la introducción de los circuitos integrados.

Requerimientos de Producir CI

La producción de circuitos integrados (ICs) requiere grandes cantidades de capital humano y financiero y está en constante evolución, pero unos pocos pasos fundamentales son prominentes. Los circuitos están construidos en obleas de silicio puro, por lo que una clave para la producción de circuitos integrados es la fabricación inicial de obleas de gran tamaño en donde se puedan construir múltiples circuitos integrados. La fotolitografía se utilizará para construir cientos de circuitos integrados en cada oblea y luego estos circuitos se separan.

Uno de los primeros CI que se fabricaron fue el amplificador operacional (amp op.). Un amplificador operacional característico es un amplificador de cd de alta ganancia que opera desde los 0 HZ hasta 1MHZ. Un amp op Ci es como una caja negra mágica con terminales externas o puntos para conexión. Al conectar esos terminales de conexión con voltajes de alimentación, generadores de señal y resistencias de carga, se puede construir de manera fácil y rápida un amplificador óptimo. El truco es, sin embargo, saber que terminales se conectan y conque. También ayuda conocer un poco lo que hay adentro de la caja negra, porque entonces se estará en una mejor posición al detectar fallas, analizar o diseñar circuitos con CI.

Estructura General de un CI

 Región Activa: Se realizan los procesos de las señales.

 Capa de Pasivacion: Protege las regiones activas contra los iones exteriores

 Regiones Metalizadas: Elementos de comunicación eléctrica entre regiones activas.

 Hilos de Conexión: Elementos de comunicación eléctrica con el circuito exterior.

 Encapsulado: protege todos los elementos del exterior

Usos de los Circuitos Integrados

Se utilizan circuitos integrados en más aparatos de los que creemos: electrodomésticos (lavadoras, frigoríficos, hornos programables…), dispositivos para grabar o reproducir imágenes y sonidos (videocámaras, televisores, equipos de música…), ordenadores, etc.

Actualmente se utilizan en prácticamente todas las tecnologías. Básicamente, los circuitos integrados, también llamados "chips", son una pequeña pastilla de material semiconductor sobre la que se integran circuitos en miniatura y se protegen con encapsulados de plástico, cerámica o metal.

Tipos de Circuitos Integrados

Circuitos integrados digitales

Los circuitos integrados digitales se utilizan principalmente para construir sistemas informáticos, también se producen en los teléfonos celulares, equipos de música y televisores. Los circuitos integrados digitales incluyen microprocesadores, micros controladores y circuitos lógicos. Realizan cálculos matemáticos, dirigen el flujo de datos y toman decisiones basadas en principios lógicos booleanos. El sistema booleano utilizado se centra en dos números: 0 y 1. Por otro lado, el sistema de base 10, el sistema de numeración que aprendes en la escuela primaria, se basa en 10 números: 0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9.

Circuitos integrados análogos

Los circuitos integrados analógicos más comúnmente constituyen una parte de las fuentes de alimentación, los instrumentos y las comunicaciones. En estas aplicaciones, los circuitos integrados analógicos amplifican, filtran y modifican señales eléctricas. En los teléfonos celulares, amplifican y filtran la señal de entrada de la antena del teléfono. El sonido codificado en la señal tiene un nivel de baja amplitud, después de que el circuito filtra la señal sonora de la señal de entrada, el circuito amplifica la señal de sonido y lo envía al altavoz de tu teléfono celular, lo que le permite escuchar la voz en el otro extremo.

Circuitos integrados de señal

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