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TRANSISTORES Y

CIRCUITOS INTEGRADOS

TRANSISTORES

DEFINICIÓN El transistor bipolar está constituido por dos uniones de semiconductores formadas por dos cristales de un mismo tipo (P ó N) separados por otro cristal de distinto tipo (N ó P). Así tenemos los transistores NPN y PNP. Es un componente clave en toda la electrónica moderna, donde es ampliamente utilizado, como amplificador o formando parte de componentes electrónicos como veremos más adelante. En el caso de circuitos analógicos los transistores son utilizados como amplificadores. El transistor tiene tres partes:  EMISOR: emite electrones.  COLECTOR: recibe o recolecta los electrones.  BASE: esta intercalada entre las dos primeras y modula el paso de dichos electrones.

ESQUEMA DE UN TRANSISTOR

BASE BASE

EMISOR

COLECTOR

HISTORIA Se creo como sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o triodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE.UU en Diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Ho Brattain, y William Bradford Shockley, los cuales fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Sus inventores lo llamaron así por la propiedad que tiene de cambiar la resistencia al paso de la corriente eléctrica entre el emisor y el colector.

TIPOS DE TRANSISTORES Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más aceptada consiste en dividir los transistores BIPOLARES o BJT (bipolar junction transistor) y transistores de EFECTO DE CAMPO o FET (field effect transistor). La diferencia básica entre ambos tipos de transistor radica en la forma en que se controla el flujo de corriente. En los transistores bipolares, que poseen una baja impedancia de entrada, el control se ejerce inyectando una baja corriente, mientras que en el caso de los transistores de efecto de campo, que poseen una alta impedancia, es mediante tensión.

ESQUEMA DE TRANSISTORES BIPOLARES • Transistor formado por dos cristales de tipo N, separados por uno de tipo P.

• Transistor formado por dos cristales de tipo P, separados por uno de tipo N.

ESQUEMA DE TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO Actualmente solo se encuentran en uso estos dos tipos:

S = Source = Fuente G = Gate = Puerta D = Drain = Drenador

Los circuitos integrados

Introducción 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.

Introducción 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.

Historia

Primer circuito integrado Circuito actual 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.

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. En la cápsula trae impresa la información respecto al fabricante, la referencia del dispositivo y la fecha de fabricación.

Que son los circuitos integrados(ci) Los chips digitales mas pequeños contienen varios componentes sencillos como compuertas, inversores y flip-flops. los mas grandes contienen circuitos y sistemas completos como contadores, memorias, microprocesadores, etc. La mayoría de los circuitos integrados digitales vienen en presentación 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.

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.

Clasificación de los ci 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 SSI.- 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 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 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 VLSI.- Significa Very Large Scale Integration ( integración en muy alta escala) y comprende los chips que contienen mas de 1000 compuertas ejemplos: microprocesadores de 32 bits, micro-controladores, sistemas de adquisición de datos. los Circuitos Integrados VSLI se fabrican también empleando tecnologías ttl, cmos y pmos.

Clasificación de los circuitos Integrados de acuerdo a su función. Los Circuitos Integrados se clasifican en CI analógicos, digitales, de interfase y de consumo

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 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 , debido a que estos se emplean en “familias lógicas”, con características eléctricas comunes que garantizan su compatibilidad.

Amplificador clase A

Amplificador Diferencial

Amplificador de aislamiento

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).

Microcomputador de 8 bits

Microprocesador de 16 bits.

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.

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.

Realizado por: Josua Obando