Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es un circuito integrado (IC)?
Normalmente, los transistores de unión bipolar , los diodos y los transistores de efecto de campo son componentes electrónicos de uso común en circuitos electrónicos. Estos componentes están interconectados junto con las resistencias y los condensadores necesarios para formar un circuito electrónico. Este tipo de circuito se conoce como circuito discreto ya que cada uno de los componentes se puede separar del circuito cuando sea necesario. Hoy en día existe una nueva tendencia de producir circuitos electrónicos donde en una oblea de semiconductores se fabrican permanentemente un número de diodos, transistores y condensadores.
Como los componentes de este tipo de circuito electrónico no son separables que están integrados en la oblea semiconductora, este circuito se conoce comúnmente como Circuito Integrado . IC también se conoce popularmente como chip o microchip.
El número de transistores que hemos podido instalar en un circuito integrado ha aumentado rápidamente desde su creación, duplicándose aproximadamente cada 2 años. Este fenómeno se conoce como Ley de Moore y se cita a menudo como una explicación del crecimiento exponencial de la tecnología durante los últimos 50 años.
Historia de los circuitos integrados
Esta tecnología fue inventada en el año de 1950 por Jack Kilby de Texas Instruments USA y Robert Noyce de Fairchild Semiconductor USA. El primer cliente de este nuevo invento fue la Fuerza Aérea de EE. UU. En el año 2000 Jack Kilby ganó el Premio Nobel de Física por circuitos electrónicos miniaturizados.
Un año y medio después de que Kilby demostrara su diseño de circuitos integrados , a Robert Noyce de Fairchild Semiconductor Limited se le ocurrió su propio circuito integrado . Su modelo resolvió muchos problemas prácticos que tenía el dispositivo de Kilby. Estaba formado por silicio, mientras que Kilby’s estaba formado por germanio. Jack Kilby y Robert Noyce recibieron patentes estadounidenses por su trabajo en circuitos integrados. Después de varios años de problemas legales, ambas empresas decidieron sabiamente otorgar licencias cruzadas para su tecnología y crearon un enorme mercado global.
Tipos de circuitos integrados (CI)
Hay dos tipos principales de circuitos integrados: circuitos integrados digitales o circuitos integrados analógicos . Estos tipos de circuitos integrados se analizan en detalle a continuación.
IC analógico
En este tipo de circuitos integrados , la entrada y la salida de ambas señales son continuas. El nivel de la señal de salida depende del nivel de la señal de entrada y el nivel de la señal de salida es una función lineal del nivel de la señal de entrada. Los circuitos integrados lineales o analógicos se utilizan con mayor frecuencia como amplificador de frecuencia de audio y amplificador de radiofrecuencia. Los amplificadores operacionales , reguladores de voltaje , comparadores y temporizadores también son ejemplos bien conocidos de circuitos integrados lineales o circuitos integrados analógicos.
IC digital
Las puertas lógicas , como la puerta Y , la puerta O , la puerta NAND , la puerta XOR , flip flops , contadores; Los microprocesadores son algunos ejemplos bien conocidos de circuitos integrados digitales . Estos circuitos integrados funcionan con datos binarios como 0 o 1. Normalmente en un circuito digital, 0 indica 0 V y uno indica +5 V. Los circuitos integrados digitales se utilizan comúnmente en muchos proyectos de electrónica y, a menudo, están disponibles como componentes agregados al Arduino superior. kits de inicio .
Los componentes principales de un circuito integrado son transistores. Estos transistores pueden ser bipolares o de efecto de campo dependiendo de las aplicaciones de los circuitos integrados.
A medida que la tecnología mejora día a día, también aumenta la cantidad de transistores incorporados en un solo chip IC. Dependiendo del número de transistores incorporados en un solo chip, los circuitos integrados se clasifican en cinco grupos. A saber,
| I) | Integración a pequeña escala (SSI) donde la cantidad de transistores incorporados en un solo chip IC es de hasta 100. |
| ii) | Integración de escala media (MSI) donde la cantidad de transistores incorporados en un solo chip IC es de 100 a 1000. |
| iii) | Integración a gran escala (LSI) donde la cantidad de transistores incorporados en un solo chip IC es de 1000 a 20,000. |
| iv) | Integración a gran escala (VLSI) donde el número de transistores incorporados en un solo chip IC es de 20.000 a 10,00.000. |
| v) | Integración de escala ultra grande (ULSI) donde la cantidad de transistores incorporados en un solo chip IC es de 10,00,000 a 1,00,00,000. |
Dependiendo de los dispositivos activos utilizados en los circuitos integrados, se pueden clasificar además como circuitos integrados bipolares y circuitos integrados unipolares. En los circuitos integrados bipolares, los componentes principales son transistores de unión bipolar, mientras que en los circuitos integrados unipolares los componentes principales son transistores de efecto de campo o MOSFET .
Proceso de fabricación de circuitos integrados
Hay dos tipos de tecnologías de fabricación de circuitos integrados , una es la tecnología monolítica y la otra es la tecnología híbrida. En la técnica monolítica, todos los componentes electrónicos y sus interconexiones se fabrican juntos en un solo chip de silicio. Esta tecnología se aplica cuando se van a producir circuitos integrados idénticos a gran escala. Los circuitos integrados monolíticos son baratos pero fiables.
En los circuitos integrados híbridos, los componentes separados se unen a una sustancia cerámica y se interconectan mediante un patrón de alambre o metalización.
Ventajas del circuito integrado o IC
Las ventajas de los circuitos integrados (CI) incluyen:
- Es de tamaño bastante pequeño, prácticamente se pueden incorporar alrededor de 20.000 componentes electrónicos en una pulgada cuadrada de chip IC.
- Muchos circuitos complejos se fabrican en un solo chip y, por lo tanto, esto simplifica el diseño de un circuito electrónico complejo. También mejora el rendimiento.
- La confiabilidad de los circuitos integrados es alta
- Estos están disponibles a bajo costo debido a la producción a granel.
- Los circuitos integrados consumen muy poca energía.
- Mayor velocidad de funcionamiento debido a la ausencia de efecto de capacitancia parásito.
- Muy fácilmente reemplazable desde el circuito madre.
Desventajas del circuito integrado o IC
Las desventajas de los circuitos integrados (CI) incluyen:
- Debido a su pequeño tamaño, el CI no puede disipar el calor a la velocidad requerida cuando aumenta la corriente . Es por eso que los circuitos integrados a menudo se dañan debido a la sobrecorriente que fluye a través de ellos.
- Los inductores y transformadores no se pueden incorporar en los circuitos integrados .
