apuntes circuitos integrados
DESCRIPTION
tema del prof. molina, muy buieno para los que se inician en la electronicaTRANSCRIPT
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arCircuitos Integrados
INDICE GENERAL
Índice de Figuras
Introducción
1. Introducción a los Circuitos integrados
1.1. Que son los Circuitos Integrados
1.2. Historia de los Circuitos Integrados
2. Estructura de los Circuitos Integrados
2.1. Como se fabrican los Circuitos Integrados
2.2. De que están hechos los Circuitos Integrados
2.2.1. Clasificación de los Circuitos Integrados de acuerdo a su estructura
2.2.2. Clasificación de los Circuitos Integrados de acuerdo a su función
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
2.2.2.1.3. Amplificador Clase B
2.2.2.1.4. Amplificador Clase C
2.2.2.1.5. Amplificador de Corriente (Seguidor Lineal)
2.2.2.1.6. Amplificador diferencial
2.2.2.1.7. Amplificador de Aislamiento
2.2.2.2. Circuitos Integrados de Consumo
2.2.2.2.1. Circuito de Alarma
2.2.2.2.2. Amplificador de Potencia de Audio
2.2.2.2.3. Sistema de Radio AM/FM
2.2.2.2.4. Sistema de Recepción AM
2.2.2.2.5. Temporizador de Control para electrodomésticos
2.2.2.2.6. Procesador de Recicción de Ruido Dolby
2.2.2.2.7. Calculadora de Cinco Funciones
2.2.2.2.8. Circuitos de Reloj
2.2.2.3. Circuitos Integrados digitales
2.2.2.3.1. Microcomputador de 8 Bits
1
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.2.3.2. Microprocesador de 32 Bits
2.2.2.3.3. Microprocesador de 16 Bits
2.2.2.4. Circuitos Integrados de Interfase
2.2.2.4.1. Conversor Analógico-Digital
3. Funciones de los Circuitos Integrados
3.1. El uso de los Circuitos Integrados
3.1.1. Ramas que abarca el uso de los Circuitos Integrados
3.2. Funciones Principales de los Circuitos Integrados
Conclusiones
INDICE DE FIGURAS
Figura. 1.- Amplificador Clase A
Figura. 2.- Amplificador Diferencial
Figura. 3.- Amplificador de aislamiento 25
Figura. 4.- Circuito de Alarma
Figura. 5.- Sistema de Recepción AM
Figura. 6.- Temporizador de Control
Figura. 7.- Generador de sonidos múltiples.
Figura. 8.- Microcomputador de 8 Bits. 45
Figura. 9.- Microprocesador de 16 Bits. 47
Figura. 10.- Diagrama de un Conversor A/D por aproximaciones
Figura. 11.- Señal en Escalera
Figura. 12.- Esquema de un conversor A/D de doble rampa
Figura. 13.- Señales de doble rampa
2
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arINTRODUCCIÓN
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.
3
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar1.- 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
4
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arpresentación 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, 5
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ardel 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.
6
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.- 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.
7
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar 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.
8
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.1.- 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.
9
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.2.- 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.
10
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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. I c 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.
11
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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
12
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ares 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) a) Ganancia. En la mayoría de las aplicaciones, una ganancia en tensión de 20 es
adecuada.
b) 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) 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) 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).
13
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar 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.
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
*
14
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arusualmente 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
15
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arespecificaciones 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.
16
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.2.2.1.-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) 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) 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) 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) 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) 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.
17
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arEl 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) 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) 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) 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).
18
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.2.2.3.- 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) 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) 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) 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.
19
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
Los parámetros fundamentales son:
a) 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) b) Relación señal de ruido. Medida en las mismas condiciones que para el parámetro (a)
anterior; un valor típico seria 4,5dB.
c) 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>>,
20
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arque 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) 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) 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) 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
21
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arde 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) 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) 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) 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) d) Resistencia de entrada. Valor típico 65 kiloohmios.
e) 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.
22
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arComo 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) 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) 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) c) Resistencia de entrada del teclado. El valor típico es de 1.000 ohmios para todo tipo de
calculadoras.
d) 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) 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
23
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arfluorescentes. 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) a) Tensión de alimentación. Una tensión nominal de +5 es un valor típico.
b) 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) 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) a) Corriente de alimentación. Para Vcc igual a 9 V, 19 mA es un valor típico.
24
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arb) 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.
25
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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.
26
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar2.2.2.3.2.- 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) 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) 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) 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.
27
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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.
28
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar 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.
29
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.arFigura 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
30
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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
31
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.aralimentadas 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.
32
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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.
33
Circuitos Integrados, Tecnología http://www.profesormolina.com.ar
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.
34