CIRCUITOS DIGITALES

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Instituto Universitario de Tecnología de Cumaná

Cumaná _ Estado Sucre

CIRCUITOS DIGITALES

Realizado por:

Abreu, Juan Carlos

c.I.:20.404.672

Cátedra: Digital

Cumaná, septiembre de 2012

INTRODUCCIÓN

Fabricar un circuito integrado es un proceso complejo, ya que tiene una alta integración de componentes en un espacio muy reducido. Esto ha traído consigo que todos los aparatos electrónicos sean mucho más pequeños y manejables para todo el mundo en estas últimas décadas y lo importante es que cada CI puede desempeñar una función correcta sin importarnos los componentes que contiene en su interior.

Cada fabricante tiene sus propias técnicas que guardan como secreto de empresa, aunque las técnicas son parecidas. La fabricación se realiza en las llamadas salas limpias. Una de las ventajas que tiene los circuitos integrados es su menor costo debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza con muy baja tasa de defectos, su mayor eficiencia energética está en el consumo de energía que es considerable menor y su reducción de tamaño en relación a los circuitos discretos.

LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

Estos son la base fundamental de la evolución de la electrónica en la actualidad, ya que este le facilita y economiza las tareas del hombre. Debido a esto es fundamental saber el manejo del concepto de circuito integrado, debido a que este concepto debe de quedar inmerso dentro de los conocimientos mínimos de una persona.

Un circuito integrado (CI) llamado también chip o microchip;Es una pieza con la apariencia de una pastilla y su estructura es de un material semiconductor, sus dimensiones son muy pequeñas expresadas en milímetros cuadrados, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y esta se encuentra protegida dentro de un encapsulado de material cerámico o plástico. El encapsulado contiene conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la patilla y el circuito impreso.

CONSTITUCIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

Existen al menos tres tipos de circuitos integrados:

Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio pero también existen en germanio arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.

Circuitos híbridos de capa fina: Son muy parecidos a los circuitos monolíticos pero además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica.

Circuitos híbridos de capa gruesa: Estos suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc. sobre un sustrato dieléctrico interconectados con pistas conductoras. Los resistores se consignan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulos deradio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvilesetc.

Los circuitos integrados tienen dos clasificaciones fundamentales que son: los análogos y los digitales, los de operación fija y los programables.

Atendiendo al nivel de integración número de componentes los circuitos integrados se pueden clasificar en:

 SSI (Small ScaleIntegration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores.

 MSI (Medium ScaleIntegration) medio: 101 a 1.000 transistores.

 LSI (LargeScaleIntegration) grande: 1.001 a 10.000 transistores.

 VLSI (VeryLargeScaleIntegration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores.

 ULSI (Ultra LargeScaleIntegration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores.

 GLSI (Giga LargeScaleIntegration) giga grande: más de un millón de transistores.

En cuanto a las funciones integradas los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:

Circuitos integrados analógicos:

Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o inclusoreceptores de radio completos.

Circuitos integrados digitales:

Pueden ser desde básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores.

Algunos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema mayor y más complejo.

En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido.

La complejidad de un CI puede medirse por el número de puertas lógicas que contiene. Los métodos de fabricación actuales de fabricación permiten construir Cis cuya complejidad está en el rango de una a 105 o más puertas por pastilla.

Tecnología de circuitos integrados:

Gran escala de integración:

Los circuitos integrados IC permiten una elevada densidad de componentes. Continuamente el número de compuertas en cada IC ha aumentado, muchas veces ligado a nuevos conceptos en telecomunicaciones (como se puede ver en la tabla A-1).

Tabla A-1: Comparación de tecnologías de circuitos IC.

En esta tabla también se indica la evolución hacia el futuro prevista en 1996.

Los circuitos semicustom o GateArray están constituidos por columnas de compuertas con 4 transistores cada una separadas por columnas vacías para colocar los contactos. Los productores de IC GateArray reciben del diseñador el conexionado de compuertas. Si el número de IC a producir es elevado se recurre al diseño a medida (IC Custom).

En la actualidad la tecnología permite:

• CMOS hasta 200.000 gate/chip y hasta 100 Mb/s. CMOS no incluye, por lo tanto, la jerarquía sincrónica SDH.

• Si/bipolar trabaja hasta STM-16 en 2,5 Gb/s, la ECL hasta 0,7 y la SSI hasta 5 Gb/s;

• BICMOS (bipolar+CMOS) permite hasta 100.000 gate/chip y 200 Mb/s;

• AsGa (Arseniuro de Galio) permite hasta 10 Gb/s pero con elevado costo y complejidad.

• El AsGa se lo usa en

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