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ELECTRÓNICA

COMPUTADOR

Maquina Electrónica

Realizar operaciones (Aritméticas, lógicas y de control), Procesa Datos, Almacena datos

ELECTRONICA

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea componentes cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente. Por lo general circuitos electrónicos controlados por software, para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información.

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Para su funcionamiento necesita ELECTRICIDAD

•Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

CONDESADORES

DIODOS

TRANSISTORES

BOBINAS INDUCTORES

CIRCUITOS INTEGRADOS

RESISTENCIAS

COMPONENTES ELECTONICOS

PILAS, FUSIBLES

CLASIFICACION COMPONENTES ELECTRÓNICOS

Según su estructura física

Según el material base de fabricación

Según su funcionamiento

Según el tipo energía

Dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso,

para formar el mencionado circuito.

CLASIFICACIÓN COMPONENTES ELECTRÓNICOS

ESTRCTURA FÍSICA

MATERIAL BASE DE FABRICACIÓN

FUNCIONAMIENTO

DISCRETOS

INTEGRADOSNO

SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES ACTIVOS

PASIVOS

ELECTROMAGNÉTICOS

ELECTRO ACÚSTICOS

TIPO DE ENERGIA

OPTO ELÉCTRICOS

•Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

COMPONENTES ELECTRÓNICOSSegún su estructura física

DiscretosSon aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

IntegradosForman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

Semiconductores

COMPONENTES ELECTRÓNICOSSegún el material base de fabricación

No semiconductores

Semiconductores o componentes de estado sólido

Se obtienen a partir de materiales semiconductores, especialmente del silicio aunque para determinadas aplicaciones aún se usa germanio.

- Diodo semiconductor- Diodo zener- Diodo Schottky- Diodo Tunnel- Diodo varactor- Diodo Gunn- Transistor bipolar- Transistor Darlington-Circuitos Integrados

Resistencias, condensadores, boninas

Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

COMPONENTES ELECTRÓNICOSSegún su funcionamiento

Activos: Encargados de suministrar la energía a los pasivos o control.

TransistoresCircuitos IntegradosDiodo Pila

Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel. Aquellos que suponen un gasto de energía

ResistenciasPulsadorCondensador (Capacitores)Altavoz Cable Fusible Bobinas,I nductor Interruptor Transductor Transformador Visualizador

COMPONENTES ELECTRÓNICOSSegún Tipo de energía

Optoelectrónicos: transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa: diodos LED, células fotoeléctricas, etc.

Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales fundamentalmente transformadores e inductores.

Electro acústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa :micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.

RESISTENCIA

La resistencia es un componente que se opone al paso de la corriente.

Símbolo general de la  resistencia

Sistema Internacional de Unidades es el

ohmio (Ω)

TIPO DE RESISTENCIAS

FIJAS VARIABLES ESPECIALES

BOBINADAS

PELICULA DE CARBÓN

PELICULA METALICA

REOSTATO

POTENCIOMETRO TERMISTORES

VARISTORES

FOTORESISTORES

MAGNETORESISTORES

NTC

PTC

TIPO DE RESISTENCIAS

FIJAS VARIABLES ESPECIALES

TERMISTORES

TIPO DE RESISTENCIAS

FIJAS VARIABLES ESPECIALES

TERMISTORES

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias fijas: aglomeradas, de película de carbón, de película metálica y bobinadas.

Resistencias fijas bobinadas

Resistencias fijas:de película de carbón

Resistencias fijas:de película metálica

Resistencias fijas: bobinadas

Símbolo

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias Variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. Potenciómetro, reóstato

Reóstato

Potenciómetro

Símbolo

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias Especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.Existen dos tipos de termistor:

NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo

PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo

NTC disminuye su valor óhmico al aumentar la temperatura, en las resistencias PTC aumenta su valor óhmico al aumentar la temperatura.

Termistores Símbolo

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias Especiales:

Varistores, VDR (Voltage Depended Resitor): Son resistencias cuyo valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente.

Símbolo

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias Especiales:

Fotoresistores

LDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del componente disminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre el componente.

Símbolo

TIPOS DE RESISTENCIAS

Resistencias Especiales:

Magnetoresistores

El valor óhmico aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético (Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas).

Símbolo

CONDENSADORES O CAPACITOR

Es un dispositivo que almacena energía eléctricaque almacena energía en forma de campo eléctrico

Símbolo general

Sistema Internacional

de Unidades es el faradio (f)

TIPO DE CONDENSADORES

1.ELECTROLÍTICOS

2. ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO O DE GOTA

3. POLIESTER METALIZADO ENCAPSULADO (MKP)

4. POLIÉSTER

5. POLIÉSTER TUBULAR

6. CERÁMICO "DE LENTEJA" O "DE DISCO

7. CERÁMICO "DE TUBO".

Las diferencias entre ellos  es, la capacidad y el voltaje que aguantan. También algunos son específicos para aplicaciones concretas, por ejemplo, en las emisoras se suelen usar cerámicos por sus propiedades adecuadas para las altas frecuencias, en los circuitos de alta tensión de los televisores y monitores se usan, los tipo MKP, en las fuentes de alimentación, para eliminar la componente alterna se usan los electrolíticos.

Los electrolíticos y cerámicos son los mas habituales de ver en nuestro PC, pero de estropearse los que tienen más probabilidades son los electrolíticos

La medida del condensador es 1 Faradio (en honor a Faraday), pero esta medida es muy grande y se usan el pico faradio (pF), nanofaradio (nF), microfaradio (uF). Un condensador se usa para muchas aplicaciones, para filtrar la corriente continua después de haberse rectificado, para eliminar transitorios (picos en la alimentación), para bloquear el paso de la corriente continua (la alterna la deja “pasar” ), como osciladores de frecuencia).

º

2. ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO O DE

GOTA

3. POLIESTER METALIZADO ENCAPSULADO (MKP)

4. POLIÉSTER

5. POLIÉSTER TUBULAR

6. CERÁMICO "DE LENTEJA" O "DE

DISCO

1.ELECTROLÍTICOS

TIPOS DE CONDENSADORES

7. CERÁMICO "DE TUBO".

DIODOS

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un sentido. Los LEDs son dispositivos electrónicos de estado sólido que convierten la energía eléctrica directamente en luz de un solo color y sin desperdiciar energía en calor

Símbolo general

TIPO DE DIODOS

1. DIODOS RECTIFICADORES 2. DIODOS DE CAPACIDAD

VARIABLE (CAPACITIVO)3. DIODO ZENER

4. FOTDIODOS 5. DIODOS LED(LUMINISCENTES) 

CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS

Físicamente, un diodo consiste en la unión de dos materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N, llamada comúnmente “unión PN”, a la que se han unido eléctricamente dos terminales. Al que se encuentra unido eléctricamente al cristal P, se le denomina ánodo, y se lo representa en los diagramas mediante la letra A; y el que es solidario con la zona N se lo llama cátodo, simbolizado por la letra K.El diodo es un componente que se desarrollo como solución al problema de transformar corriente alterna en corriente continua, por lo que se encuentra presente en prácticamente cualquier fuente de alimentación. Dentro de esta función, se incluye la tarea indispensable que desempeñan en cualquier receptor de radio o TV: la detección o desmodulación.

TRANSISTORESLos transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

•Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)•Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)•Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)•Detección de radiación luminosa (fototransistores)

Pueden funcionar como amplificadores (como para televisión y radio), generando señales (como osciladores) o, si actúan por conmutación: interruptores.

Las partes del transistor son tres partes: emisor, base y colector.

Están compuestos de silicio o de germanio. En las partes exteriores del emparedado se disponen laminas de material semiconductor positivo, en tanto que entre ellas se dispone el semiconductor negativo. Esto es un ejemplo de transistor PNP, en el que el emisor es positivo con respecto a la base (y el colector es negativo con respecto a la misma). En el tipo NPN, las laminas semiconductoras negativas van ubicadas en el exterior. El emisor será entonces negativo con respecto a la base, y el colector será positivo.

Símbolo general

Símbolo para el transistor NPN

Símbolo para el transistor PNP

TIPO DE TRANSISTORES

1. UNIÓN POR CRECIMIENTO 2. UNIÓN DIFUSA3. EFECTO DE CAMPO DE

UNIÓN (JFET)

4. TIPO NPN

TRANSISTOR SEGÚN LA UNIÓN  

TRANSISTORES BIPOLARES

5. TIPO PNP

BOBINAS O INDUCTORES

La bobina o inductor por su forma (espiras de alambre arrollados) almacena energía en forma de campo magnético

Símbolo general

La inductancia mide el valor de oposición de la bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios (H)

TIPO DE BOBINAS

1. CON NÚCLEO DE AIRE 2. CON NÚCLEO SÓLIDO

FIJAS

VARIABLES

TIPO DE BOBINAS

1. CON NÚCLEO DE AIRE 2. CON NÚCLEO SÓLIDO

FIJAS

VARIABLES

PILAS - FUSIBLES

Pilas: mecanismo que convierte la energía química en eléctrica

Símbolo general

Símbolo general

Fusibles: Los fusibles son pequeños dispositivos que permiten el paso constante de la corriente eléctrica hasta que ésta supera el valor máximo permitido. Cuando aquello sucede, entonces el fusible, inmediatamente, cortará el paso de la corriente eléctrica a fin de evitar algún tipo de accidente, protegiendo los aparatos eléctricos de "quemarse" o estropearse

CIRCUITOS INTEGRADOS

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee transistores, diodos, resistencias, condensadores, conductores, millones de transistores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso por medio de los pines que posee.

Fotolitografía : Arte de fijar y reproducir dibujos en piedra litográfica, mediante la acción química de la luz sobre sustancias convenientemente preparadas

SIMBOLO

CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

1. SEGÚN EL No DE COMPONENTES 2. SEGÚN LA SEÑAL 3. SEGÚN TIPO DE

FABRICACIÓN

-SSI -MSI -LSI -VLSI -ULSI -GLSI

-ANALOGIOS-DIGITALES

-MONOLÍTICOS-HÍBRIDOS DE

CAPA FINA -HÍBRIDOS DE CAPA GRUESA

APLICACIONES

Algunos de los circuitos integrados más

avanzados son los microprocesadores que

controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hasta electrodomésticos,

pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la

constituyen las memorias digitales.

INVENTOR

El primer CI fue desarrollado en 1958 por el ingeniero Jack Kilby justo meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se

trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para

formar un oscilador de rotación de fase.

En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio

Nobel de Física por la contribución de su invento al

desarrollo de la tecnología de la información.

VENTAJAS

Presentan muchas ventajas asociadas a la reducción de sus dimensiones (menor peso y longitud de conexiones, mayor velocidad de respuesta, menor número de componentes auxiliares, bajo precio y consumo de energía…)

INCONVENIENTES

En caso de deterioro se ha de sustituir completamente el circuito integrado, ya que por la complejidad y tamaño de los componentes se hace inviable su reparación.

CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

SEGÚN EL No DE COMPONENTES

•SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores•MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores•LSI (Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores•VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores•ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores•GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores

CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

SEGÚN LA SEÑAL

Circuitos integrados analógicos: Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.

Circuitos integrados digitales: Pueden ser desde básicas puertas lógicas (and, or, not) hasta los más complicados microprocesadores

CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

SEGÚN TIPO DE FABRICACIÓN

Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.

Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistores precisos.

Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Los resistores se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, en cápsulas plásticas o metálicas, dependiendo de la disipación de energía calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resina epoxi para protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulos de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc.

TIPOS DE ENCAPSULADOS

Dado que los chips de silicio son muy delicados, incluso una pequeña partícula de polvo o de gota de agua puede afectar su funcionamiento. La luz también pueden causar mal funcionamiento. Para combatir estos problemas, los chips se encuentran protegidos por una carcaza o encapsulado.

Existen 2 clasificaciones generales para lo encapsulados, según contengan circuitos integrados o componentes discretos, encapsulados IC y encapsulados discretos

ENCAPSULADO IC

ENCAPSULADO IC DE INSERCION

ENCAPSULADO IC MONTAJE

SUPERFICIAL

DIP SIP PGA

SOP TSOP QFP

SOJ QFJ QFN

TCP BGA LGA

ENCAPSULADO DISCRETOS

ENCAPSULADO IC DE INSERCION

ENCAPSULADO MONTAJE

SUPERFICIAL

ENCAPSULADO DISCRETOS

ENCAPSULADO IC DE INSERCION

ENCAPSULADO MONTAJE

SUPERFICIAL

MLP

FABRICACIÓN Traer al mundo un procesador es sumamente complejo, pero resumiéndolo mucho podríamos decir que se elaboran de la siguiente manera:

Exposición. Se expone un capa de dióxido de silicio al calor y a determinados gases para lograr que crezca y obtener una lámina u oblea de silicio tan fina que es imperceptible al ojo humano.

Fotolitografía. Se aplica luz ultravioleta sobre la oblea a través de una plantilla. El dibujo de dióxido de silicio resultante se fija con productos químicos. Un procesador consta de varias de estas capas, cada una con una plantilla distinta y cada una más fina que la anterior.

Implantación de iones. La oblea es bombardeada con iones para alterar la forma en la que el silicio conduce la electricidad en esas zonas.

División. En cada oblea se han creado miles de micros. Una vez el trazado de su circuito ha sido comprobado, se cortan individualmente con una sierra de diamante.

Empaquetado. La parte más fácil. Cada micro se inserta en el paquete protector que le da la apariencia que todos conocemos y que le permitirá ser conectado a otros dispositivos.

FABRICACIÓN Fabricar un circuito integrado es un

proceso complejo, ya que tiene una alta integración de

componentes en un espacio muy reducido. Cada fabricante tiene

sus propias técnicas que guardan como secreto de empresa, aunque

las técnicas son parecidas. La fabricación se realiza en las

llamadas salas limpias.

SALA LIMPIALa principal característica de estas fábricas

es que son inmaculadamente limpias, ya que una simple mota de polvo podría

echar a perder millares de microprocesadores. Para evitarlo

cuentan con sistemas de filtración que renuevan el aire diez veces por minuto. Es decir, son 10.000 veces más limpias que un quirófano. Sus trabajadores van completamente forrados con un traje

estéril que una persona poco familiarizada tardaría más de media

hora en ponerse.

¿EN QUE SE CREAN LOS CIRCUITOS ELECTRONICOS?

Llegada la etapa de la construcción dela placa en donde montar los componentes, nos planteamos tres posibilidades para llevar a cabo dicha tarea:

Protoboard

Circuito impreso (PCB)

Placa universal

ALTERNATIVAS DE FABRICACIÓN

PROTOBOAR

El Protoboard, o tableta experimental, es una herramienta que nos permite interconectar elementos electrónicos, ya sean resistencias, condensadores, semiconductores, etc, sin la necesidad de soldar los componentes. El protoboard esta lleno de orificios metalizados -con contactos de presión- en los cuales se insertan los componentes del circuito a ensamblar Tienen la ventaja de ser de rápida ejecución, sin necesidad de soldador ni herramientas, pero los circuitos que montemos deberán ser más bien sencillos, pues de otro modo se complica en exceso y las conexiones pueden dar lugar a fallos, porque la fiabilidad de las mismas decrece rápidamente según aumenta el número de éstas.

Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:

A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados.

B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder se conecta aquí.

C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas.

CIRCUITO IMPRESO O PCB

En electrónica, un circuito impreso o PCB (del inglés printed circuit board), es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor, comúnmente baquelita o fibra devidrio.

PLACA UNIVERSAL

El circuito impreso universal para prototipos, también conocido como _UPCB (Universal Printed Circuit Board)_, es un circuito impreso de uso general diseñado a partir de la estructura básica del protoboard, esta placa facilita el montaje de aplicaciones electrónicas sin requerir la etapa de diseño y fabricación de un circuito impreso especifico.