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julio 21, 2017

Circuitos Integrados (CI)

Para entender sobre circuitos integrados tenemos que comprender un poco sobre su historia y sus orígenes. Lo primero a conocer es que los circuitos integrados provienen o se derivan de las tecnologías de integración, en sus diferentes grupos: SSI (Small Scale Integration ó Integración a pequeña Escala), MSI (Medium-Scale Integration ó Integración a Mediana Escala), LSI (Large-Scale Integration ó Integración a gran escala), por último, VLSI (Very-Large-Scale Integration ó Integración a muy gran escala) cada tecnología de integración varía en función de la cantidad de puertas por pastilla con la que cuenta cada dispositivo en específico y su respectiva función, por ejemplo, el microprocesador pertenece tanto a la tecnología LSI como a la tecnología de las computadoras digitales.

🌟Otros datos importantes:  
  • Fueron diseñados entre los años 1958 – 1959 por Jack S. Kilby (Texas Instruments) y Robert Noyce (Fairchild). Donde de manera independiente cada uno ideo construir un conjunto de componentes electrónicos, que incluía resistencias, condensadores, diodos y transistores de silicio, utilizando el proceso planar (plano único).   
  • El primer circuito integrado fue producido de manera comercial por Fairchild en el año de 1961.
  • Dentro de las tecnologías utilizadas para fabricar circuitos integrados se encuentran la bipolar y la MOS, y dentro de estas tecnologías existen sub-tecnologías, que difieren en su proceso de fabricación. Por ejemplo, las puertas lógicas: TTL (Transistor-Transistor-Logic, lógica transistor transistor), ECL (Emitter-Coupler-Logic lógica de emisores acoplados) e I²L (Integrated Injection <Lógica de inyección integrada>), estas tecnologías bipolares difieren en varias características físicas. Por su parte la tecnología MOS incluyen las sub-tecnologías: nMOS, pMOS y cMOS. 
  • Entre la tecnología bipolar y MOS, la más utilizada para construir circuitos integrados es la MOS, esto se debe a la gran versatilidad que presentan a la hora de fabricar circuitos integrados de dimensiones pequeñas. 

De manera concreta: ¿Qué es un Circuito Integrado?
Por definición básica un circuito integrado típico, es un circuito electrónico construido a partir de una única y diminuta muestra de material semiconductor denominada pastilla. Estos variaran en su composición internan dependiendo del material con que sean fabricados, pueden ser elaborados con elementos químicos como: silicio (Si) o germanio (Ge), además de compuestos químicos como el Arseniuro de Galio (GaAs). En vista de que existe diversidad de circuito integrados cada uno de ellos presentan características técnicas diferentes acorde al uso para el cual son fabricados. 

💡Dato interesante: El silicio, que es el principal elemento químico con el que se fabrican los circuitos integrados, es después del oxígeno el elemento más abundante sobre la corteza terrestre y suele encontrarse en estado natural en: la arena, el cuarzo, la amatista, el ágata, pedernal, ópalo y jaspe, mientras que formando silicatos se encuentra, entre otros, en el granito, feldespato, arcilla y mica.

🔎Enlaces relacionados en este blog: Circuitos Integrados Digitales: Terminología Básica
                                                                 Componentes Electrónicos: Transistores
                                                                 Hojas de Datos de Componentes Electrónicos (DataSheet)


Dentro del área de la electrónica son ampliamente utilizados y forman parte de los grandes avances tecnológicos que han surgido en este campo en los últimos tiempos, los encontraras en el diseño de circuitos digitales lógicos, circuitos analógicos transistorizados, circuitos amplificadores de señal, así como en diversos circuitos temporizados. Su aplicación es muy amplia y todo depende de la finalidad para la que fue fabricado el componente electrónico. 

Ilustración 1. Campos de aplicación de los circuitos integrados.

🔍Puedes consultar los siguientes enlaces externos:

¿Cómo se identifican o se diferencian los circuitos integrados de otros componentes electrónicos?

Estos se diferencian por el tipo de encapsulado que utilizan, por lo general los circuitos integrados digitales son de plásticos y suelen denominarse DIP (Dual Inline Package) seguido del número que identifica la cantidad de patillas o pines de conexión que presenta. Por ejemplo, los circuitos integrados lógicos suelen contar con un encapsulado DIP-14, en cambio, los Timer o temporizadores que son otro tipo de circuito integrado presenta un encapsulado DIP-8 porque presentan 4 patillas o pines en cada lado del dispositivo electrónico. También existe un encapsulado metálico para estos circuitos, como el circuito integrado de encapsulado TO-5 (no suele ser muy utilizado). De igual manera se presenta en capsula plana, es similar al DIP, pero más pequeña y tiene sus terminales en el mismo plano que la capsula. Otra forma de presentación la encuentras en los transistores, en este caso el tipo de encapsulados se identifica con las siglas TO (Transistor Outline Package) seguido del número de identificación. Ejemplo: TO-18 (Encapsulado de plástico), TO-92 (Encapsulado metálico), estos son identificadores para transistores y por lo general suelen presentar tres pines o patilla. En el caso de otros circuitos integrados como lo son los microprocesadores estos cuentan con encapsulados PGA, BGA y/o LGA.

Ilustración 2. Tipos de circuitos integrados.
¿Cuáles son sus ventajas? 
Las principales ventajas del uso de los circuitos integrados son: bajo costo, tamaño reducido, gran confiabilidad, mayores prestaciones e igualdad de características.




Fuentes:
Diseño de Sistemas Digitales y Microprocesadores. Autor: Hayes.  Editorial: McGrawHill.
Elementos.org - Enlace: https://goo.gl/maZkSZ
Wikipedia.org - Enlace: https://goo.gl/x3zN2H

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