Universidad Interamericana de Puerto Rico Recinto de Ponce Programa de Carreras Titulo del Curso: Introducción a la Electrónica Moderna Código y Número del Curso: CARM 0110 Número de Créditos : 3 Termino Académico: 2011-10 Profesor: Carlos J. Vega Santiago Circuitos integrados Definitivamente los circuitos integrados, popularmente llamados chips, revolucionaron completamente la electrónica y podría decirse que cambiaron la vida del hombre. Todos los desarrollos tecnológicos modernos como las computadoras las comunicaciones inalámbricas (telefonía celular, etc.), las naves espaciales, los satélites, los aparatos electrónicos modernos, como los nuevos televisores digitales, los tocadores de DVD y Blue-ray, las calculadoras, los relojes digitales, la electrónica en los automóviles, etc., han sido posibles gracias a los circuitos integrados. ¿Qué es un circuito integrado?
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Universidad Interamericana de Puerto RicoRecinto de Ponce
Programa de Carreras
Titulo del Curso: Introducción a la Electrónica Moderna
Código y Número del Curso: CARM 0110
Número de Créditos : 3
Termino Académico: 2011-10
Profesor: Carlos J. Vega Santiago
Circuitos integrados
Definitivamente los circuitos integrados, popularmente llamados chips, revolucionaron
completamente la electrónica y podría decirse que cambiaron la vida del hombre. Todos los
desarrollos tecnológicos modernos como las computadoras las comunicaciones inalámbricas
(telefonía celular, etc.), las naves espaciales, los satélites, los aparatos electrónicos modernos,
como los nuevos televisores digitales, los tocadores de DVD y Blue-ray, las calculadoras, los
relojes digitales, la electrónica en los automóviles, etc., han sido posibles gracias a los circuitos
integrados.
¿Qué es un circuito integrado?
El concepto básico de los circuitos integrados, como su nombre lo indica, es que son
circuitos electrónicos completos en los cuales todos los componentes, incluyendo transistores,
diodos, resistencias, capacitores y conductores, se organizan completamente sobre un chip o
pastilla semiconductora de silicio muy pequeña. En este reducido espacio, se pueden concentrar
hasta varios millones de transistores y componentes que realizan funciones muy complejas y
variadas, muchas de ellas imposibles de lograr por métodos convencionales. Una vez construido,
se encierra en una capsula plástica o cerámica que contiene pines de acceso a través de los cuales
el circuito integrado se comunica con el exterior.
Comparados con los circuitos construidos con componentes discretos (transistores,
resistencias, capacitores, etc.), los circuitos integrados son más pequeños, compactos, livianos,
económicos y confiables. Además, son fáciles de usar, simplifican enormemente la tarea de
diseño construcción y reparación de cualquier aparato electrónico.
Tipos de Circuitos Integrados (en general)
Los circuitos integrados pueden ser variados tipos, dependiendo de su función específica,
grado de complejidad, el tipo de señales que manejan, la tecnología de fabricación y otros
criterios. La complejidad o nivel de integración se refiere al número de componentes integrados
en el chip. Estos pueden ser de pequeña escala (SSI), mediana escala (MSI), alta escala (LSI) y
muy alta escala (VLSI).
Dependiendo del tipo de señal que manejan, pueden ser análogos (lineales), digitales o
mixtos como se muestra en la figura 1. Los circuitos integrados análogos o lineales trabajan
con señales análogas, es decir que pueden adoptar un número infinito de valores entre un
máximo y un mínimo. Ejemplos de circuitos integrados análogos son los reguladores de voltaje,
los amplificadores operacionales, etc.
Figura 1
Los circuitos integrados digitales trabajan con señales digitales o binarias, es decir que
solo pueden adoptar uno de dos valores posibles (1 ó 0) (ON-OFF). Ejemplos de circuitos
integrados son las compuertas lógicas, los multivibradores o (flip-flops), los codificadores, los
contadores, los registros, las memorias, los microcontroladores, los microprocesadores, etc.
Muchos circuitos integrados son también análogos-digitales. Ejemplos de circuitos
integrados de este tipo son los convertidores de análogo a digital y de digital a análogo, los
potenciómetros digitales, los sintetizadores de voces y sonidos, los procesadores digitales de
señales (DSP), etc. La unión de las técnicas de análogas y digitales en un solo chip es el principal
responsable del auge de las comunicaciones, el audio, el video, el control, y otras tecnologías
digitales modernas.
Dependiendo de su fabricación los circuitos integrados pueden ser monolíticos o híbridos.
Los circuitos integrados monolíticos se caracterizan por tener todos sus componentes
interconectados entre sí de forma totalmente inseparable. Esta tecnología es la más apropiada
para la producción en masa.
Los circuitos integrados híbridos por su parte se caracterizan porque combinan en una
misma cápsula componentes integrados y componentes discretos como se muestra en la figura 2,
pero es posible separar cada uno de ellos. Los diseños híbridos corresponden a tareas específicas
aunque también tienen aplicaciones generales como amplificadores de potencia de audio.
Figura 2
Encapsulado, terminales e identificación
Otra forma de clasificar o diferenciar circuitos integrados es por medio de su
encapsulado, existiendo dos grupos principales los de montaje por inserción y los de montaje
superficial. En los de montaje por inserción, los terminales pasan por los orificios del circuito
impreso y se sueldan en círculos del lado de las soldaduras.
Figura 3: Circuito Integrado en el cual se hace montaje por inserción.
En los de montaje superficial, no hay agujeros pasantes y los terminales se sueldan en la
superficie del circuito impreso como se muestra en la figura 4. Estos últimos tienen un tamaño
mucho menor que los anteriores y son utilizados en la mayoría de los circuitos electrónicos
modernos.
Figura 4
En los de inserción, una de las presentaciones más populares es el encapsulado tipo DIP o
de doble fila, en donde el pin No. 1 se identifica mediante un punto grabado en la parte superior
de la cápsula como se muestra en la figura 5. El conteo de los pines se hace en sentido contrario
de las manecillas del reloj, siendo los más comunes los encapsulados de 6, 8, 14, 16, 20, 24, 40 y
64.
Figura 5
Actualmente debido al notorio incremento en el numero de pines de los circuitos
integrados modernos ha surgido otro tipo de encapsulados como el Plastic Leaded Chip
Carrier (PLCC), el QFP Y el SSOP. Un Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), también
llamado Quad-Flat-J-Leg Chipcarrier (QFJ) es un encapsulado de circuito integrado con un
espaciado de pines de 1.27 mm (0.05 pulgadas). El número de pines oscila entre 20 y 84. Los
encapsulados PLCC pueden ser cuadrados o rectangulares. Un dispositivo PLCC puede utilizarse
tanto para montaje en superficie como para instalarlo en un zócalo PLCC. A su vez los zócalos
PLCC pueden montarse en la superficie por inserción como se muestra en la figura 6.