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Electrónica Online

Circuito Integrado

circuito integrado

Los Circuitos Integrados (CI) se definen como el circuito que comprende elementos que son inseparables e interconectados eléctricamente de tal manera que el Circuito Integrado no se puede separar por motivos de comercio y construcción. Se pueden utilizar innumerables tecnologías para construir dicho circuito. Hoy en día, lo que llamamos CI, originalmente se conocía como Circuito Integrado Monolítico. Se cree que Kilby creó el primer CI en funcionamiento en 1958 y ganó el Premio Nobel de Física en el año 2000 por su arduo trabajo. El primer comprador de esta invención fue la Fuerza Aérea de EE. UU.

Qué es un Circuito Integrado?

circuito integrado definicion

El Circuito Integrado (CI), a veces llamado chip o microchip, es una oblea semiconductora (silicio) que esta formado por la fabricación de varios componentes eléctricos y electrónicos como: resistencias, condensadores, transistores, etc. Un CI puede tener la función como amplificador, oscilador, temporizador, contador, memoria del ordenador o microprocesador.

Un CI se clasifica como lineal (analógico) o digital, dependiendo de su futura aplicación. Los circuitos integrados distorsionaron todo eso. La idea fundamental era obtener un circuito completo, con muchos componentes y conexiones entre ellos, y reconstruir todo en una forma microscópicamente diminuta en la superficie de una pieza de silicio. Fue una idea increíblemente inteligente y ha hecho posible todo tipo de dispositivos “microelectrónicos” que van desde relojes digitales y calculadoras de bolsillo hasta cohetes y armas para el aterrizaje en la Luna con navegación por satélite incorporada.

Tipos de Circuitos Integrados

Cada aparato electrónico que usamos en nuestra vida diaria, como teléfonos móviles, laptops, refrigeradores, computadoras, televisores y todos los demás dispositivos eléctricos y electrónicos, se fabrican con algunos circuitos simples o complejos. Los circuitos electrónicos se realizan utilizando múltiples componentes eléctricos y electrónicos conectados entre sí mediante cables de conexión o cables conductores para el flujo de corriente eléctrica a través de los múltiples componentes del circuito, como resistencias, condensadores, inductores, diodos, transistores, etc.

Los circuitos se pueden clasificar en diferentes tipos en función de diferentes criterios, tales como, en función de las conexiones: circuitos en serie y circuitos en paralelo; basado en el tamaño y proceso de fabricación del circuito: circuitos integrados y circuitos discretos; y, según la señal utilizada en el circuito: circuitos analógicos y circuitos digitales.

Los circuitos integrados se clasifican en circuitos integrados analógicos, circuitos integrados digitales y circuitos integrados mixtos.

Circuitos Integrados Digitales

circuito integrado digital

Este tipo de CI tiene dos niveles definidos: 1 y 0, lo que implica que funcionan en matemáticas binarias en las que 1 significa encendido y 0 apagado. Dichos circuitos integrados se logran con diligencia ya que contienen múltiples flip flops, multiplexores, puertas lógicas digitales y otros componentes electrónicos, todo incorporado en un solo chip. Los Ejemplos de Circuitos Integrados Digitales incluyen microcontroladores y microprocesadores.

La figura anterior muestra los pasos involucrados en el diseño de un circuito integrado digital típico. Estos circuitos integrados digitales se utilizan con frecuencia en las computadoras, microprocesadores, procesadores de señales digitales, redes de computadoras y contadores de frecuencia. Existen diferentes tipos de circuitos integrados digitales, como:

  • Circuitos Integrados Programables
  • Circuitos Integrados Lógicos
  • Chips de Memoria
  • Circuitos Integrados de Administración de Energía
  • Circuitos Integrados de Interfaz.

Circuitos Integrados Analógicos

circuito integrado analogico

Los Circuitos Integrados Analógicos funcionan abordando señales continuas y son capaces de realizar tareas como filtrado, Amplificación, Demodulación y Modulación, etc. Los sensores OP-AMP son esencialmente circuitos integrados analógicos.

Estos se subdividen en Circuitos Integrados Lineales y Circuitos Integrados de Radiofrecuencia. De hecho, la relación entre el voltaje y la corriente puede no ser lineal en algunos casos en un rango largo de la señal analógica continua.

El CI Analógico de uso frecuente es un amplificador operacional, similar al amplificador diferencial, pero posee una ganancia de voltaje muy alta. Consta de un número muy inferior de transistores en comparación con los circuitos integrados digitales y, para desarrollar circuitos integrados de aplicaciones especificas analógicas (ASIC analógicas), se utilizan herramientas de simulación computarizadas.

Circuitos Integrados de Señal Mixta

Los circuitos integrados que se obtienen mediante la combinación de circuitos integrados analógicos y digitales en un solo chip se denominan Circuitos Integrados de Señal Mixta. Estos circuitos integrados funcionan como Convertidores digitales a analógicos, convertidores analógicos a digitales y circuitos integrados de reloj/temporización.

Otros Tipos de Circuitos Integrados

Circuitos Lógicos

circuito logico

Estos circuitos integrados están diseñados usando puertas lógicas que funcionan con entrada y salida binaria (0 o 1). Estos se utilizan principalmente como tomadores de decisiones. Según la lógica o la tabla de verdad de las puertas lógicas, todas las puertas lógicas conectadas en el CI dan una salida basada en el circuito conectado dentro del CI, de modo que esta salida se utiliza para realizar una tarea específica. Algunos circuitos integrados lógicos se muestran arriba.

Comparadores

comparador circuito integrado

Los circuitos integrados de comparación se utilizan como comparadores para comparar las entradas y luego para producir una salida basada en la comparación de los circuitos integrados.

Circuitos Integrados de Conmutación

circuito integrado de conmutacion

Los circuitos integrados de conmutación se diseñan mediante el uso de transistores y se utilizan para realizar las operaciones de conmutación. La figura anterior es un ejemplo que muestra un interruptor IC SPDT.

Amplificadores de Audio

circuito integrado amplificadores de audio

Los amplificadores de audio son uno de los muchos tipos de circuitos integrados que se utilizan para la amplificación del audio. Estos se utilizan generalmente en los altavoces de audio, circuitos de televisión, etc. El circuito anterior muestra el CI del amplificador de audio de bajo voltaje.

Amplificadores Operacionales

CI amplificadores operacionales

Los amplificadores operacionales son circuitos integrados de uso frecuente, similares a los amplificadores de audio que se utilizan para la amplificación de audio. Estos amplificadores operacionales se utilizan con fines de amplificación y estos circuitos integrados funcionan de manera similar a los circuitos amplificadores de transistores. La configuración de los pines del CI del amplificador operacional 741 se muestra en la figura anterior.

Circuitos Integrados de Temporizador

circuito integrado de temporizador

Los temporizadores son circuitos integrados de propósito especial que se utilizan para contar y realizar un seguimiento del tiempo en las aplicaciones previstas. El diagrama de bloques del circuito interno del temporizador IC LM555 se muestra en el circuito anterior.

Los circuitos integrados también se clasifican según el proceso de fabricación y la tecnología de embalaje. Existen numerosos tipos de circuitos integrados entre los cuales, un circuito integrado funcionará como temporizador, contador, registro, amplificador, oscilador, puerta lógica, sumador, microprocesador, etc.

Los circuitos integrados convencionales se reducen en el uso práctico, debido a la invención de la nanoelectrónica y la miniaturización de los circuitos integrados que continúa con esta tecnología nanoelectrónica. Sin embargo, los circuitos integrados convencionales aún no han sido reemplazados por nanoelectrónicos, pero el uso de los circuitos integrados convencionales está disminuyendo parcialmente.

Para qué sirve un Circuito Integrado

El circuito integrado utiliza un material semiconductor (chips de lectura) como mesa de trabajo y con frecuencia se selecciona silicio para la tarea. Posteriormente, los componentes eléctricos como diodos, transistores y resistencias, etc. se agregan a este chip en forma minimizada. Los componentes eléctricos están unidos entre sí de tal manera que pueden realizar múltiples tareas y cálculos. El silicio se conoce como oblea en este conjunto.

Cómo Funciona un Circuito Integrado?

En el siguiente video se explica brevemente el funcionamiento de un Circuito Integrado:

Aplicaciones de Circuitos Integrados

Las aplicaciones de un Circuito Integrado son las siguientes:

  • Radar
  • Relojes de pulsera
  • Televisores
  • Fabricantes de Jugos
  • Computadora/Ordenador
  • Procesadores de Video
  • Amplificadores de Audio
  • Dispositivos de Memoria
  • Dispositivos Lógicos
  • Codificadores y Decodificadores de Radiofrecuencia

En este artículo, hemos discutido brevemente sobre el circuito integrado, incluido qué es un circuito integrado, cómo funcionan los circuitos integrados, etc. Se han utilizado dos tipos de métodos para construir circuitos integrados con la ayuda de un semiconductor de dopaje, dentro de una planta de chips. Hemos tratado los diferentes tipos de circuitos integrados como, circuitos integrados digitales, circuitos integrados analógicos y finalmente señales mixtas con ejemplos. Además, también se han discutido los usos de los circuitos integrados y las aplicaciones de los circuitos integrados.

Además, para cualquier consulta sobre este concepto o para implementar los proyectos eléctricos y electrónicos, dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, ¿Cuál es la función principal de un CI?

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