¡Apollo, conoce los teléfonos inteligentes!
Es posible que haya escuchado que los teléfonos inteligentes que usamos hoy tienen más potencia informática que el vehículo espacial Apolo que aterrizó en la luna. También es posible que haya oído hablar de la ley de Moore. En 1965, el cofundador de Intel, Gordon Moore, predijo que la potencia informática avanzaría a un ritmo exponencial.
Es alucinante escuchar que la tecnología sigue avanzando a un ritmo tan rápido. Entonces, ¿cómo sucedió? ¿Qué cambió en las últimas décadas que nos permitió avanzar tan rápido en tecnología?
Circuitos integrados
Cuando los científicos comenzaron a construir computadoras, usaron algo llamado tubos de vacío para dirigir el flujo de corriente en una dirección.
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Una de las primeras computadoras llamada ENIAC usó alrededor de 19,000 tubos de vacío. Si uno de esos tubos de vacío se rompía, los ingenieros tenían que revisar todos y cada uno para encontrar el tubo roto. ¡Piensa cuánto tiempo tomó eso!
Los científicos sabían que necesitaban un método mejor para construir circuitos; para eso, necesitaban piezas de circuito más pequeñas como transistores, diodos y resistencias que pudieran caber en una placa de circuito pequeña.
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Entonces, así es como obtuvimos los circuitos integrados (IC) : una colección de componentes electrónicos que están interconectados e incrustados en o dentro de bloques semiconductores como Silicon. Lo bueno es que las conexiones entre ellos se graban con luz ultravioleta, a través de un proceso llamado fotolitografía.
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Hoy en día, usamos estos chips IC en los circuitos de computadoras, cámaras, relojes, automóviles, aviones, robots, vehículos espaciales, comunicaciones y redes de conmutación, por nombrar algunos.
Ventajas
Los chips IC aceleraron el ritmo al que despegó la industria electrónica, y ahora los encontramos en la mayoría de los electrodomésticos y herramientas de conveniencia que usamos a diario. Esto se debe a que existen muchas ventajas en el uso de chips integrados en los diseños.
Miniaturización de circuitos
Una vez que tuviéramos componentes de circuito más pequeños, podríamos hacer circuitos más pequeños para dispositivos como el teléfono inteligente. Algunos de los circuitos integrados más nuevos tienen varios millones de componentes en un espacio de 1 cm 2 . ¡Imagínese varios millones de pequeños componentes conectados y empaquetados en un bloque!
Un chip promedio tiene solo una décima de pulgada de largo, por lo que podría colocar más de estos chips en una placa de circuito y mejorar la capacidad de procesamiento del dispositivo.
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Solución a problemas de interconexión
Conectar los diferentes componentes es un gran problema con los circuitos convencionales. Hay muchas uniones que deben soldarse juntas y la resolución de problemas de un enlace roto lleva tiempo. El IC evita ese problema al proporcionarnos un circuito ya interconectado en un chip listo para usar.
Respuesta rapida
Debido a que los componentes electrónicos están muy juntos en el chip, hay poca pérdida debido a la resistencia del cableado. Esto significa conexiones más rápidas y que podríamos construir computadoras de alta velocidad.
Mejor interpretación
En el circuito de componentes discretos, los componentes electrónicos se distribuyen en un gran espacio y, por lo tanto, podrían estar expuestos a diferentes temperaturas ambientales. Una variación de temperatura afecta la consistencia en el rendimiento del circuito.
En un chip de circuito integrado, dado que millones de componentes están todos empaquetados en un espacio pequeño, todos experimentan el mismo entorno. Esto significa que todos los componentes están expuestos a la misma temperatura ambiente y su rendimiento no se ve comprometido.
Barato
Encontramos circuitos integrados en casi todos los dispositivos electrónicos. A medida que aumentó la demanda de estos chips, su precio bajó drásticamente.
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Tipos
Según la función, la complejidad y el número de componentes de un chip cambia. Podemos clasificar los circuitos integrados en cuatro categorías principales:
- La integración a pequeña escala (SSI) tiene 20 componentes o menos en el chip.
- La integración de mediana escala (MSI) es un poco más compleja y normalmente tiene alrededor de 100 componentes.
- La integración a gran escala (LSI) se utiliza para calcular funciones complejas, como en una calculadora, y tiene 100-1000 componentes.
- La integración a gran escala (VLSI) son los últimos chips de computadora que tienen millones de componentes.
embalaje
El empaquetado de los circuitos integrados cambió con el tiempo. Los envases variaban en función de su uso y precio. Puede encontrar circuitos integrados en cuatro paquetes distintos.
Paquete de metal
Estos fueron el primer tipo de embalaje en el que una lata de metal protegía el circuito. El número de clientes potenciales en estos osciló hasta 12.
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Paquete doble en línea (DIP)
Este es el tipo más común y puede tener hasta 48 pines. Estos paquetes son simétricos, por lo que tienen exactamente el mismo número de pines en cada lado. Algunos tienen hoyuelos o puntos impresos para identificar el Pin 1. Otros tienen muescas, y el pin a la izquierda de la muesca es el Pin 1. Los paquetes DIP están hechos de materiales plásticos o cerámicos.
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Paquete plano
Los circuitos integrados de paquete plano se utilizan en circuitos que tienen una densidad muy alta de componentes. La mayoría de los circuitos integrados digitales utilizan este tipo de embalaje.
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Paquete de montaje en superficie
La ventaja de utilizar envases de montaje en superficie es que se pueden colocar más juntos. Esto es particularmente útil durante la producción automática de placas de circuito impreso (PCB).
Resumen de la lección
Los circuitos integrados (IC) se encuentran en muchos dispositivos electrónicos que usamos hoy. Por definición, los circuitos integrados (CI) son una colección de componentes electrónicos semiconductores interconectados. Sus ventajas sobre los circuitos de componentes discretos incluyen:
- Miniaturización de circuitos
- Solución a problemas de interconexión
- Respuesta rapida
- Mejor interpretación
- Barato
Podemos comprar diferentes tipos de circuitos integrados en función de su función:
- La integración a pequeña escala (SSI) tiene 20 componentes o menos en el chip.
- La integración de mediana escala (MSI) suele tener alrededor de 100 componentes.
- La integración a gran escala (LSI) tiene 100-1000 componentes.
- La integración a gran escala (VLSI) tiene millones de componentes.
Los circuitos integrados vienen en diferentes envases, que incluyen:
- Paquete de metal
- Paquete dual en línea (DIP)
- Paquete plano
- Paquete de montaje en superficie
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