Circuitos integrados: ¿Qué son, para qué sirven y qué tipos existen en informática?

Al final de los años 50 comenzaron a crearse los circuitos integrados de tamaño pequeño, que eran conocidos con el nombre de chips y que son fundamentales para realizar cualquier tipo de proyecto, gracias a sus múltiples funciones. Cabe señalar que los chips son utilizados esencialmente para almacenar una gran cantidad de transistores que se entrelazan entre sí para realizar diferentes actividades electrónicas.

Los mismos se encuentran en una cápsula de cerámica o de plástico, teniendo en su parte externa unas guías metálicas que son llamadas pines, que se encuentran enlazadas en la parte interna.

Si en algún momento te has preguntado para qué sirven los mismos, no eres el único, razón por la que aquí te revelaremos para qué puedes usar esta pequeña pieza, así como cuáles son sus diferentes beneficios. Además, te pondremos al tanto de algunas de sus particularidades y desempeño, lo mismo que te damos algunos consejos para aplicar al momento de ser manejados.

¿Qué es un circuito integrado y para qué sirve en electrónica e informática?

El circuito integrado (CI), es conocido comúnmente con el calificativo de chip, es decir, es un aparato pequeño que almacena millones de condensadores y transistores. Por lo general, sirven para comunicar un circuito con otro o con alguna aplicación explícita.

Este puede ser implementado para usarlo como:

• Un altavoz.
• Un oscilador.
• Un temporizador.
• Un medidor.
• Una memoria de computadora.
• Un microordenador.

Ahora bien, estos aparatos son clasificados como lineales o digitales, aunque eso va a depender del uso que le quieras dar. Por otra parte, un circuito integrado se encuentra formado por varios elementos pequeños, por lo que hoy en día es posible que se integre un transistor con un chip y se forme un microchip.

El microchip por su parte, es un aparato con millares de receptores que se encuentran formados en una lámina de silicio que tiene una dimensión muy mínima.

Historia y evolución de los chip ¿Como eran antes y cómo son ahora?

Los chips fueron creados en el año de 1958 por el ingeniero Jack St. Clair Kilby, siendo que para ese tiempo eran muy común utilizar elementos electrónicos conocidos como “conductos de vacío”, que eran las lamparillas que se utilizaban con asiduidad en los televisores y en los radios. Así pues, a raíz de esto se generó el primer circuito integrado compuesto, que sólo ocupaba un poco de espacio.

Posteriormente, el día 12 de Septiembre de 1958, esta invención de Jack Kilby fue probada con un éxito rotundo, ya que este había sido diseñado mediante una pequeña pastilla cuadrada de germanio, que es un componente químico metálico y a su vez cristalino.

El referido componente, tenía una longitud de por lo menos unos 6 mm y sólo tenía un tránsito, un condensador y 3 resistencias. Ahora bien, este gran invento hizo que comenzara la era de los aparatos microelectrónicos. Su forma era muy pequeña por lo que se le comenzó a llamar chip.

Luego, en el año 2000, este inventor recibió el premio Nobel en física por haber creado este instrumento tecnológico. Los circuitos integrados se diseñaron tras varios tipos de experimentos, que hicieron que se descubriera que los semiconductores ejecutaran acciones parecidas a los tubos de vacío.

Su forma cada vez ha sido diseñada más y más pequeña, pues sus fabricantes cada 18 meses multiplican sus transistores, tal como lo profetizó la ley de Moore.

¿Cuáles son las principales características de un circuito integrado?

Dentro de las principales característica que tienen los circuitos integrados se encuentran:

FAN OUT

Que son cada uno de los números de cargos que enfocan la salida de las compuertas sin dejar de lado su función principal. Las salidas de las referidas compuertas brindan una cuantía restringida de corriente, en donde no se maniobra correctamente su funcionamiento por lo cual se dice que la misma esta sobrecargada.

Disipación de Potencia

Esta es la fuerza que se necesita para poder manejar la compuerta, que es representada en milivatios e indica cual es la potencia que la misma debe tener.

Retardo de Propagación

Este es el lapso en que se aplaza la conversión de difusión y una señal para entrar y salir en el momento en que las señales binarias modifican su valor.

Margen de Ruido

Es el voltaje de sonido que se agrega a la señal de entrada del chips, que no ocasiona una modificación cuando no se requiere. Por lo general se expresa en voltios, existiendo además 2 tipos de ruidos que deben tomarse en consideración: los ruidos DC y los ruidos AC.

Tipos y clasificación de los microchips ¿cuáles son todos los que existen?

Dentro de los tipos de microchips tenemos:

Circuitos monolíticos

Están fabricados con un monocristal que está compuesto por silicio.

Circuitos híbridos de capa fina

Es un circuito muy similar al monolítico, ya que tiene piezas que son arduas para hacer.

Analógico y digital

Son usados comúnmente y se dividen en chips analógicos, con los que se incrementan la intensidad de las señales. También existen los digitales que son como un cerebro analógico que sirve como si fuera un sistema nervioso. Estos tipos de chips se utilizan para desarrollar sistemas complejos.

Microprocesador

Este modelo ayudó a que se pudiera fabricar los ordenadores personales, siendo que hoy en día contribuyen en el desarrollo de los teléfonos celulares, ya que ayuda a que se realicen varias funciones esenciales.

Principales limitaciones de los circuitos integrados en informática ¿Qué pueden y que no pueden hacer?

Los circuitos integrados tienen determinadas restricciones físicas y económicas en su perfeccionamiento, las que son impedimentos que han hecho que estos dispositivos no sean mejorados con exactitud.

Disipación de potencia

Estos aparatos emiten fuerza, en el momento en que cada uno de sus elementos se encuentran unidos en un tamaño correcto. Igualmente esta fuerza puede crecer al momento en que se calienta el sustrato, lo que hace que los dispositivos fallen.

Asimismo, en varias circunstancias posee un sistema de retroalimentación positiva, de forma que mientras más se eleve la temperatura se obtendrán mucha más corriente, lo que se conoce con el nombre de embalamiento térmico.

Si este tipo de embalamiento no se limita los dispositivos pueden ser destruidos. Pues los amplificadores de sonido y los mecanismos de tensión son propensos a estas circunstancias, por lo que es recomendable que tengan un resguardo térmico.

Los circuitos de potencia, infaliblemente, son los que poseen mayor nivel de fuerza que debe ser disipada. Es por ello que su cápsula tiene elementos metálicos dentro del chip, para que se pueda tener un conducto térmico y así enviar el calor al disipador o al ambiente como tal.

La minimización de resistencia térmica y las cápsulas nuevas hechas con silicona hacen que exista mayor disipación del calor en cápsulas mínimas.

Es por ello que los circuitos digitales hacen que se puedan solventar dificultades cuando existe tensión de alimentación, ya que se utilizan tecnologías con consumo bajo tal como CMOS.

Desplazamiento y autoinducciones parásitas

Esto se refiere esencialmente a las uniones eléctricas que existen en los chips, en las capsulas y en los circuitos en donde se instalan, haciendo esto que se limite su ejecución. Si se utilizan pastillas mínimas se disminuye su capacidad y su autoinducción.

Límites en los componentes

Dentro de los elementos que conforman algunas de las limitaciones que hacen que los chips no funcionen correctamente están:

• Resistores, que son  innecesarios porque requieren mucho espacio, es por ello que se utilizan valores pequeños y tecnologías MOS.
• Condensadores, en donde se pueden utilizar porcentajes muy pequeños ya que cubre mucha superficie, tal como por ejemplo; en donde un  altavoz estratégico μA741 y su depósito de equilibrio ocupan una gran porción del chip.
• Inductores son utilizados por lo general para circuitos de radiofrecuencia, ya que son híbridos y por lo general no se integran.

Densidad de integración

Cuando los circuitos integrados se van desarrollando se van amontonando las dificultades, de forma que varios números de sus elementos al tener la versión final no pueden ejecutarse de forma correcta. En el momento en que el chip completa un número mayor de dispositivos, los que tiene dificultades minimizan el equilibrio de chip funcional.

Razón por la que si se usa un circuito de memoria se implementan millares de transistores, porque se crean más de los que se necesitan, de manera que la interconexión puede ser diferente por lo que se dificulta la organización específica.

Una falta de flexibilidad

Si un circuito integrado no tiene la elasticidad adecuada se ocasionan inconvenientes en el hardware del sistema, por lo que es difícil que se actualicen los programas que se quieran utilizar.

En caso de que se quiera realizar una actualización el sistema debe ser desarrollado cabalmente, ya que si esto no se ejecuta se tendrá un equipo obsoleto, es por ello que para solucionar este inconveniente se han creado surcos vacíos.

Es por ello que los usuarios pueden aumentar la funcionalidad de sus aparatos, así como su rendimiento, sin tener que adquirir un sistema nuevo. Motivo este por lo que para tener una buena potencia para actualizar los dispositivos es indispensable que exista una funcionalidad limitada, por lo que es necesario que a la final se cree un sistema completamente nuevo.