Electronica

Maquina Electrónica

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

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.

/

Para su funcionamiento
necesita ELECTRICIDAD

COMPONENTES ELECTONICOS

RESISTENCIAS

CONDESADORES

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

CIRCUITOS
INTEGRADOS

PILAS, FUSIBLES

CLASIFICACION COMPONENTES ELECTRÓNICOS
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.

Según su estructura física

Según el material base de
fabricación

Según su funcionamiento

Según el tipo energía

CLASIFICACIÓN COMPONENTES
ELECTRÓNICOS

ESTRCTURA MATERIAL BASE DE
FUNCIONAMIENTO TIPO DE ENERGIA
FÍSICA FABRICACIÓN

DISCRETOS SEMICONDUCTORES ACTIVOS ELECTROMAGNÉTICOS

NO
INTEGRADOS PASIVOS ELECTRO ACÚSTICOS
SEMICONDUCTORES

OPTO ELÉCTRICOS

COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Según su estructura física

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

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.

Según el material base de fabricación

Semiconductores o Se obtienen a partir de materiales
componentes de semiconductores, especialmente del silicio aunque para
determinadas aplicaciones aún se usa germanio.
estado sólido
- Diodo semiconductor
- Diodo zener
Un semiconductor es un
elemento que se comporta - Diodo Schottky
como un conductor o como - Diodo Tunnel
aislante dependiendo de
diversos factores, como por
- Diodo varactor
ejemplo el campo eléctrico o - Diodo Gunn
magnético, la presión, la - Transistor bipolar
Semiconductores
radiación que le incide, o la
temperatura del ambiente en - Transistor Darlington
el que se encuentre. -Circuitos Integrados

No semiconductores
Resistencias, condensadores, boninas

Según su funcionamiento

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

Transistores
Circuitos Integrados
Diodo
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

Resistencias
Pulsador
Condensador (Capacitores)
Altavoz
Cable
Fusible
Bobinas,I nductor
Interruptor
Transductor
Transformador
Visualizador

Según Tipo de energía

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.

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

RESISTENCIA

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

Sistema Internacional
de Unidades es el
ohmio (Ω)

Símbolo general de la resistencia

TIPO DE
RESISTENCIAS

FIJAS VARIABLES ESPECIALES

NTC
BOBINADAS POTENCIOMETRO TERMISTORES
PTC

PELICULA DE
REOSTATO VARISTORES
CARBÓN

PELICULA METALICA FOTORESISTORES

MAGNETORESISTORES

TIPO DE
TIPO DE
RESISTENCIAS
RESISTENCIAS

FIJAS
FIJAS VARIABLES
VARIABLES ESPECIALES
ESPECIALES

TERMISTORES
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 Símbolo

Resistencias fijas:
bobinadas


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

Símbolo
Reóstato

Potenciómetro


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

Termistores Símbolo
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.


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



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



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 eléctrica
que almacena energía en forma de campo eléctrico

Sistema Internacional
de Unidades es el
faradio (f)
Símbolo general

TIPO DE CONDENSADORES

1.ELECTROLÍTICOS
Las diferencias entre ellos es, la capacidad y el voltaje
que aguantan. También algunos son específicos para
aplicaciones concretas, por ejemplo, en las emisoras
2. ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO se suelen usar cerámicos por sus propiedades
O DE GOTA 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
3. POLIESTER METALIZADO eliminar la componente alterna se usan los
ENCAPSULADO (MKP) electrolíticos.

Los electrolíticos y cerámicos son los mas habituales
4. POLIÉSTER 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
5. POLIÉSTER TUBULAR 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
6. CERÁMICO "DE LENTEJA" O de haberse rectificado, para eliminar transitorios
"DE DISCO (picos en la alimentación), para bloquear el paso de la
corriente continua (la alterna la deja “pasar” ), como
osciladores de frecuencia).
7. CERÁMICO "DE TUBO".

TIPOS DE CONDENSADORES

1.ELECTROLÍTICOS

2. ELECTROLÍTICOS
DE TÁNTALO O DE
GOTA

3. POLIESTER METALIZADO
ENCAPSULADO (MKP)

º
4. POLIÉSTER

5. POLIÉSTER
TUBULAR

6. CERÁMICO "DE
LENTEJA" O "DE
DISCO
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

2. DIODOS DE CAPACIDAD
1. DIODOS RECTIFICADORES 3. DIODO ZENER
VARIABLE (CAPACITIVO)

5. DIODOS
4. FOTDIODOS
LED(LUMINISCENTES)

 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.

CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS

TRANSISTORES
Los 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,
Símbolo general
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 Símbolo para el transistor NPN
el colector será positivo.

Símbolo para el transistor PNP

TIPO DE TRANSISTORES

TRANSISTOR SEGÚN LA UNIÓN

3. EFECTO DE CAMPO DE
1. UNIÓN POR CRECIMIENTO 2. UNIÓN DIFUSA
UNIÓN (JFET)

TRANSISTORES BIPOLARES

4. TIPO NPN 5. TIPO PNP

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

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

Símbolo general

TIPO DE BOBINAS

FIJAS

1. CON NÚCLEO DE AIRE 2. CON NÚCLEO SÓLIDO

VARIABLES

PILAS - FUSIBLES
Pilas: mecanismo que convierte la energía química en
eléctrica

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

Símbolo general

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.

SIMBOLO

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

CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

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

-SSI
-MSI -MONOLÍTICOS
-LSI -ANALOGIOS -HÍBRIDOS DE
-VLSI -DIGITALES CAPA FINA
-ULSI -HÍBRIDOS DE
-GLSI CAPA GRUESA

APLICACIONES
Algunos de los circuitos
integrados más
avanzados son los
microprocesadores que
controlan múltiples
artefactos: desde
ordenadores hasta
electrodomésticos, pasa
ndo 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.


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


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


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, Existen 2 clasificaciones
los chips se encuentran protegidos por una generales para lo
carcaza o encapsulado. encapsulados, según
contengan circuitos
integrados o componentes
discretos, encapsulados
IC y encapsulados
discretos

ENCAPSULADO IC

ENCAPSULADO IC
DE INSERCION
DIP SIP PGA

SOP TSOP QFP

ENCAPSULADO IC
MONTAJE
SUPERFICIAL
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 LIMPIA
La 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.

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

Protoboard

Circuito impreso (PCB)

Placa universal

¿EN QUE SE CREAN LOS CIRCUITOS ELECTRONICOS?

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.

PROTOBOAR

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.

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 de
vidrio.

CIRCUITO IMPRESO O PCB

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.

PLACA UNIVERSAL

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