Circuitos integrados como reemplazo de transistores

Escrito por j.t. barett | Traducido por enrique pereira vivas
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Circuitos integrados como reemplazo de transistores
Un circuito integrado a gran escala como éste puede tener más de mil millones de transistores. (cpu 1 image by Robert Molnar from Fotolia.com)

Inventado a finales de 1950, el circuito integrado (IC, por sus siglas en inglés) inteligentemente reenvasó las ​​piezas electrónicas existentes en un formato más pequeño. Las décadas siguientes vieron grandes y constantes mejoras en la producción de IC, a medida que más transistores se envasaron en cada "chip" de IC. En 2010, algunos circuitos integrados ahora tienen 2 mil millones de transistores. Mientras que los transistores discretos todavía tienen usos en diseño de circuitos, el bajo costo y la alta capacidad de los ICs aseguran su popularidad al igual que los componentes electrónicos.

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Transistores

La mayoría de los circuitos necesitan un componente activo capaz de conmutar o amplificar corrientes eléctricas. En la primera mitad del siglo 20, los tubos de vacío llevaron a cabo esa tarea. Mientras que algunas aplicaciones siguen utilizando los tubos de vacío, los transistores los han reemplazado casi todos. Los transistores están hechos de astillas pequeñas de silicio, mezclados con impurezas que alteran sus características eléctricas. Los diseñadores electrónicos se refieren a los transistores empaquetados individualmente como discretos.

Circuitos integrados

Un IC es un circuito totalmente funcional hecho en una sola pieza de silicio de unos pocos milímetros cuadrados. El chip de silicio contiene múltiples transistores, resistencias y otras partes conectadas entre sí en una unidad de funcionamiento. Diminutos cables corren desde el chip a los cables en el paquete de IC de manera que pueda ser conectado a un circuito o sistema mayor. Un plástico plano o un bloque cerámico contiene el chip, el cableado y los cables, los protege de daños y mantiene el chip fresco.

Usos

Los ingenieros electrónicos utilizan transistores discretos para circuitos simples y para los circuitos que deben manejar grandes cantidades de energía. Un circuito que requiere un pequeño puñado de transistores no necesita la complejidad de un circuito integrado. Un transistor discreto hecho de un pedazo más grande de silicio y empaquetado en una caja de metal puede manejar hasta 150 vatios, para equipos de sonido y otras aplicaciones de alta potencia. Los transistores discretos pueden ser emparejados de mano o medidos y utilizados en conjuntos seleccionados cuidadosamente para los circuitos que necesitan una gran precisión. Las aplicaciones que requieren de sofisticadas funciones utilizan ICs. Los circuitos con docenas de transistores o más no son usualmente implementados con componentes discretos. Los circuitos que ejecutan software, almacenan datos o procesan señales son predominantemente hechos de ICs.

Tamaño

Las primeras computadoras electrónicas, construidas en la década de 1940, utilizaron tubos de vacío. En la década de 1960, los transistores discretos reemplazaron los tubos, lo cual llevó a una mayor velocidad y a un menor consumo de energía. Ahora puedes mantener la potencia de cálculo de estas máquinas más viejas y del tamaño de una habitación en la punta de tu dedo, gracias a los circuitos integrados.

Costo

Puedes comprar algunos transistores discretos por unos pocos dólares o millones de transistores en un IC por US$10. Debido a que los transistores en un IC son tan pequeños y debido a que están hechos de manera eficiente en grandes cantidades, el costo para el usuario final para los circuitos integrados altamente sofisticados es muy bajo. En 2010, el uso de transistores discretos para grandes diseños electrónicos ha desaparecido, debido a las ventajas económicas, de tamaño y de eficiencia de los circuitos integrados.

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