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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•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)
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
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.
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