Historia de la informtica

ENIAC('ini.koni.k), un acrnimo deElectronicNumericalIntegratorAndComputer(Computador e Integrador Numrico Electrnico),123fue la primeracomputadorade propsitos generales. EraTuring-completa,digital, y susceptible de ser reprogramada para resolver una extensa clase de problemas numricos.45Fue inicialmente diseada para calculartablas de tirodeartillerapara el Laboratorio de Investigacin Balstica delEjrcito de los Estados Unidos.67ndice[ocultar] 1Modalidad 2Fiabilidad 3Prestaciones 4Las programadoras de ENIAC 5Vase tambin 6Referencias 7Bibliografa 8Enlaces externosModalidad[editar]Se ha considerado a menudo la primera computadora de propsito general, aunque este ttulo pertenece en realidad a la computadora alemanaZ1. Adems est relacionada con elColossus, que se us para descifrarcdigo alemndurante laSegunda Guerra Mundialy destruido tras su uso para evitar dejar pruebas, siendo recientemente restaurada para un museobritnico. Era totalmente digital, es decir, que ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones enlenguaje mquina, a diferencia de otras mquinas computadoras contemporneas de procesos analgicos. Presentada en pblico el15 de febrerode 1946.La ENIAC fue construida en laUniversidad de PensilvaniaporJohn Presper EckertyJohn William Mauchly, ocupaba una superficie de 167my operaba con un total de 17468 vlvulas electrnicas otubos de vacoque a su vez permitan realizar cerca de 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. Fsicamente, la ENIAC tena 17468 tubos de vaco, 7200 diodos de cristal, 1500 rels, 70000 resistencias, 10000 condensadores y cinco millones de soldaduras. Pesaba 27 Toneladas, meda 2,4 m x 0,9 m x 30 m; utilizaba 1500 conmutadores electromagnticos y rels; requera la operacin manual de unos 6000 interruptores, y su programa o software, cuando requera modificaciones, demoraba semanas de instalacin manual.8La ENIAC elevaba la temperatura del local a 50C. Para efectuar las diferentes operaciones era preciso cambiar, conectar y reconectar los cables como se haca, en esa poca, en las centrales telefnicas, de all el concepto. Este trabajo poda demorar varios das dependiendo del clculo a realizar.Uno de los mitos que rodea a este aparato es que la ciudad deFiladelfia, donde se encontraba instalada, sufra de apagones cuando la ENIAC entraba en funcionamiento, pues su consumo era de 160 kW.A las 23:45 del2 de octubrede1955, la ENIAC fue desactivada para siempre.Fiabilidad[editar]ENIAC utilizaba vlvulas termoinicas de base octal, comunes en su poca; los acumuladores decimales se hacan con vlvulas6SN7, mientras que las vlvulas6L7,6SJ7,6SA7y6AC7se usaban para funciones lgicas. Numerosas vlvulas6L6y6V6se usaron como guiadoras de impulsos entre los cables que conectaban cada rack del ENIAC.Algunos expertos electrnicos predijeron que las vlvulas se estropearan con tanta frecuencia que la mquina nunca llegara a ser til. Esta prediccin lleg a ser parcialmente correcta: varias vlvulas se fundan casi todos los das, dejando ENIAC no operativa sobre media hora. Las vlvulas de fabricacin especial para durar largas temporadas sin deteriorarse no estuvieron disponibles hasta 1948. La mayora de estos fallos ocurran siempre durante los periodos de encendidos o apagados de ENIAC, cuando los filamentos de las vlvulas y sus ctodos estaban bajo estrs trmico. Con la simple pero costosa accin de nunca apagar ENIAC, los ingenieros redujeron los fallos de vlvulas del ENIAC a la ms que aceptable cifra de una vlvula cada dos das. De acuerdo con una entrevista en 1989 a Eckert, el fallo continuo de las vlvulas es un mito: "Nos fallaba una vlvula aproximadamente cada dos das y conseguamos averiguar el problema en menos de 15 minutos".9En 1954, el periodo ms largo de operacin de ENIAC sin un fallo fue de 116 horas (cerca de cinco das).Prestaciones[editar]La computadora poda calcular trayectorias de proyectiles, lo cual fue el objetivo primario al construirla. En 1,5 segundos era posible calcular la potencia 5000 de un nmero de hasta 5 cifras.La ENIAC poda resolver 5000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo.Las programadoras de ENIAC[editar]

Las programadorasJean Jennings Bartik(izquierda) yFrances Bilas Spence(derecha) operando el panel de control principal de la ENIAC en elMoore School of Electrical Engineering.Si bien fueron los ingenieros de ENIAC, Mauchly y Eckert, los que pasaron a la historia, hubo seis mujeres que se ocuparon de programar la ENIAC, cuya historia ha sido silenciada a lo largo de los aos y recuperada en las ltimas dcadas. Clasificadas entonces como "subprofesionales", posiblemente por una cuestin de gnero o para reducir los costos laborales, este equipo de programadoras destacaba por sus habilidades matemticas y lgicas y trabajaron inventando la programacin a medida que la realizaban.Betty Snyder Holberton,Jean Jennings Bartik,Kathleen McNulty Mauchly Antonelli,Marlyn Wescoff Meltzer,Ruth Lichterman TeitelbaumyFrances Bilas Spenceprcticamente no aparecen en los libros de historia de la computacin, mas dedicaron largas jornadas a trabajar con la mquina, utilizada principalmente para clculos detrayectoria balsticay ecuaciones diferenciales, contribuyendo al desarrollo de la programacin de computadoras. Cuando la ENIAC se convirti luego en una mquina legendaria, sus ingenieros se hicieron famosos, mientras que nunca se le otorg crdito alguno a estas seis mujeres que se ocuparon de la programacin.Muchos registros de fotos de la poca muestran la ENIAC con mujeres de pie frente a ella. Hasta la dcada del 80, se dijo incluso que ellas eran slo modelos que posaban junto a la mquina ("Refrigerator ladies"). Sin embargo, estas mujeres sentaron las bases para que la programacin fuera sencilla y accesible para todos, crearon el primer set de rutinas, las primeras aplicaciones de software y las primeras clases en programacin. Su trabajo modific drsticamente la evolucin de la programacin entre las dcadas del 40 y el 50.

TransistorTransistor

El tamao de un transistor guarda relacin con la potencia que es capaz de manejar.

TipoSemiconductor

Smbolo electrnico

ConfiguracinEmisor, base y colector

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Eltransistores undispositivo electrnicosemiconductorutilizado para entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada.1Cumple funciones deamplificador,oscilador,conmutadororectificador. El trmino transistor es la contraccin eninglsdetransfer resistor(resistorde transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos losaparatos electrnicosde uso diario:radios,televisores,reproductores de audio y video,relojes de cuarzo,computadoras,lmparas fluorescentes,tomgrafos,telfonos celulares, entre otros.ndice[ocultar] 1Historia 2Tipos de transistor 2.1Transistor de contacto puntual 2.2Transistor de unin bipolar 2.3Transistor de efecto de campo 2.4Fototransistor 3Transistores y electrnica de potencia 4El transistor bipolar como amplificador 4.1Emisor comn 4.2Base comn 4.3Colector comn 5El transistor bipolar frente a la vlvula termoinica 6Vase tambin 7Referencias 8Enlaces externosHistoria[editar]Artculo principal:Historia del transistorEl transistor bipolar fue inventado en losLaboratorios BelldeEstados Unidosen diciembre de 1947 porJohn Bardeen,Walter Houser BrattainyWilliam Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con elPremio NobeldeFsicaen 1956. Fue el sustituto de lavlvula termoinicade tres electrodos, otriodo.Eltransistor de efecto campofue patentado antes que el transistor BJT (en 1930), pero no se dispona de la tecnologa necesaria para fabricarlos masivamente.Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET). En los ltimos, lacorrienteentre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controla mediante el campo elctrico establecido en el canal. Por ltimo, apareci el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-xido-Semiconductor). Los MOSFET permitieron un diseo extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (CI).Hoy la mayora de loscircuitosse construyen con tecnologa CMOS. La tecnologa CMOS (Complementary MOS MOS Complementario) es un diseo con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sincarga.El transistor consta de un sustrato (usualmentesilicio) y tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades especficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emiteportadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que est intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las vlvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseo de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de losresistores,condensadoreseinductoresque son elementos pasivos. Su funcionamiento slo puede explicarse mediantemecnica cuntica.De manera simplificada, la corriente que circula por elcolectores funcin amplificada de la que se inyecta en elemisor, pero el transistor slo grada la corriente que circula a travs de s mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta labasepara que circule la carga por elcolector, segn el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificacin o ganancia logrado entre corriente de colector y corriente de base, se denomina Beta del transistor. Otros parmetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Mxima, disipacin de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parmetros tales como corriente de base, tensin Colector Emisor, tensin Base Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos de esquemas(configuraciones) bsicos para utilizacin analgica de los transistores son emisor comn, colector comn y base comn.Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta en el terminal debasepara modular la corriente de emisor o colector, sino la tensin presente en el terminal de puerta o reja de control (graduador) y grada la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y Drenaje. Cuando la conductancia es nula y el canal se encuentra estrangulado, por efecto de la tensin aplicada entre Compuerta y Fuente, es el campo elctrico presente en el canal el responsable de impulsar los electrones desde la fuente al drenaje. De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al Drenaje (D) ser funcin amplificada de la Tensin presente entre la Compuerta (Gate) y Fuente (Source). Su funcionamiento es anlogo al deltriodo, con la salvedad que en el triodo los equivalentes a Compuerta, Drenador y Fuente son Reja (o Grilla Control), Placa y Ctodo.Los transistores de efecto de campo son los que han permitido la integracin a gran escala disponible hoy en da; para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios cientos de miles de transistores interconectados, por centmetro cuadrado y en varias capas superpuestas.Tipos de transistor[editar]

Distintos encapsulados de transistores.Transistor de contacto puntual[editar]Llamado tambin transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base degermanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinacincobre-xido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se ve en el colector, de ah el nombre detransfer resistor. Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su da. Es difcil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frgil (un golpe poda desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivi con el transistor de unin (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.Transistor de unin bipolar[editar]Artculo principal:Transistor de unin bipolar

Diagrama de Transistor NPNEl transistor de unin bipolar (o BJT, por sus siglas del inglsbipolar junction transistor) se fabrica bsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio oArseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entreconductorescomo losmetalesy losaislantescomo eldiamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP.La zona N con elementos donantes deelectrones(cargas negativas) y la zona P de aceptadores o huecos (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P alIndio(In),Aluminio(Al) oGalio(Ga) y donantes N alArsnico(As) oFsforo(P).La configuracin deuniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la caracterstica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminacin entre ellas (por lo general, el emisor est mucho ms contaminado que el colector).El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor depender de dichas contaminaciones, de la geometra asociada y del tipo de tecnologa de contaminacin (difusin gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuntico de la unin.Transistor de efecto de campo[editar]El transistor de efecto de campo de unin (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la prctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto hmico, tenemos as un transistor de efecto de campo tipo N de la forma ms bsica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre s, se producir una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicandotensinpositiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarizacin cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensin de estrangulamiento, cesa la conduccin en el canal.Eltransistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en ingls, que controla la corriente en funcin de una tensin; tienen altaimpedanciade entrada. Transistor de efecto de campo de unin,JFET, construido mediante una unin PN. Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se asla del canal mediante undielctrico. Transistor de efecto de campo MOS,MOSFET, dondeMOSsignifica Metal-xido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metlica y est separada del canal semiconductor por una capa dexido.Fototransistor[editar]Artculo principal:FototransistorLos fototransistores son sensibles a laradiacin electromagnticaen frecuencias cercanas a la de laluzvisible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por medio de la luz incidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, slo que puede trabajar de 2 maneras diferentes: Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo comn); Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modo de iluminacin).Transistores y electrnica de potencia[editar]Con el desarrollo tecnolgico y evolucin de laelectrnica, la capacidad de los dispositivos semiconductores para soportar cada vez mayores niveles de tensin y corriente ha permitido su uso en aplicaciones de potencia. Es as como actualmente los transistores son empleados enconversoresestticos de potencia, controles para motores y llaves de alta potencia (principalmente inversores), aunque su principal uso est basado en la amplificacin de corriente dentro de un circuito cerrado.

Circuito integrado

Circuitos integrados de memoriacon una ventana de cristal decuarzoque posibilita su borrado medianteradiacin ultravioleta.Uncircuito integrado(CI), tambin conocido comochipomicrochip, es una estructura de pequeas dimensiones de materialsemiconductor, de algunos milmetros cuadrados derea, sobre la que se fabricancircuitos electrnicosgeneralmente mediantefotolitografay que est protegida dentro de unencapsuladode plstico ocermica. El encapsulado poseeconductores metlicosapropiados para hacer conexin entre el CI y uncircuito impreso.ndice[ocultar] 1Historia 2Popularidad 3Tipos 4Clasificacin 5Limitaciones de los circuitos integrados 5.1Disipacin de potencia 5.2Capacidades y autoinducciones parsitas 5.3Lmites en los componentes 5.4Densidad de integracin 6Vase tambin 7Referencias 8Enlaces externosHistoria[editar]

Geoffrey Dummer en los aos 1950.En abril de 1949, el ingeniero alemn Werner Jacobi1(Siemens AG) completa la primera solicitud depatentepara circuitos integrados con dispositivos amplificadores desemiconductores. Jacobi realiz una tpica aplicacin industrial para su patente, la cual no fue registrada.Ms tarde, la integracin de circuitos fue conceptualizada por el cientfico de radaresGeoffrey Dummer(1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Britnico, a finales de la dcada de 1940 y principios de la dcada de 1950.El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingenieroJack S. Kilby1(1923-2005) pocos meses despus de haber sido contratado por la firmaTexas Instruments. Se trataba de un dispositivo degermanioque integrabaseistransistoresen una misma base semiconductora para formar unosciladorde rotacin de fase.En el ao 1990 Kilby fue galardonado con elPremio Nobel de Fsicapor la enorme contribucin de su invento al desarrollo de latecnologa.2Robert Noycedesarroll su propio circuito integrado, que patent unos seis meses despus. Adems resolvi algunos problemas prcticos que posea el circuito de Kilby, como el de la interconexin de todos los componentes; al simplificar la estructura del chip mediante la adicin demetalen una capa final y la eliminacin de algunas de las conexiones, el circuito integrado se hizo ms adecuado para su produccin en masa. Adems de ser uno de los pioneros del circuito integrado, Robert Noyce tambin fue uno de los co-fundadores deIntel Corporation, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados del mundo.3Los circuitos integrados se encuentran en todos losaparatos electrnicosmodernos, tales como relojes, automviles, televisores, reproductores MP3, telfonos mviles, computadoras, equipos mdicos, etc.El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que lossemiconductor, particularmente lostransistores, pueden realizar algunas de las funciones de lasvlvulas de vaco.La integracin de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeos chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de lostubos de vaco(vlvulas) y en la fabricacin de circuitos electrnicos utilizandocomponentes discretos.La capacidad de produccin masiva de circuitos integrados, su confiabilidad y la facilidad de agregarles complejidad, llev a su estandarizacin, reemplazando circuitos completos con diseos que utilizaban transistores discretos, y adems, llevando rpidamente a la obsolescencia a las vlvulas o tubos de vaco.Son tres las ventajas ms importantes que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrnicos construidos con componentes discretos: su menorcosto; su mayoreficiencia energticay su reducido tamao. El bajo costo es debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza porfotolitografaa partir de unaoblea, generalmente desilicio, permitiendo la produccin en cadena de grandes cantidades, con una muy baja tasa de defectos. La elevada eficiencia se debe a que, dada la miniaturizacin de todos sus componentes, el consumo de energa es considerablemente menor, a iguales condiciones de funcionamiento que un circuito electrnico homlogo fabricado con componentes discretos. Finalmente, el ms notable atributo, es su reducido tamao en relacin a los circuitos discretos; para ilustrar esto: un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones detransistoresen unos pocos milmetros cuadrados4.Los avances que hicieron posible el circuito integrado han sido, fundamentalmente, los desarrollos en la fabricacin de dispositivos semiconductores a mediados del siglo XX y los descubrimientos experimentales que mostraron que estos dispositivos podan reemplazar las funciones de las vlvulas o tubos de vaco, que se volvieron rpidamente obsoletos al no poder competir con el pequeo tamao, el consumo de energa moderado, los tiempos de conmutacin mnimos, la confiabilidad, la capacidad de produccin en masa y la versatilidad de los CI.5Entre los circuitos integrados ms complejos y avanzados se encuentran losmicroprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desdetelfonos mvilesyhornos a microondashastacomputadoras. Loschipsdememoriasdigitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la informacin. Mientras que el costo de disear y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de produccin, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mnimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeo tamao de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilizacin de lgica de bajo consumo (como es el caso deCMOS), y con altas velocidades de conmutacin.A medida que transcurren los aos, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaos cada vez ms pequeos, con mejores caractersticas y prestaciones, mejoran sueficienciay sueficacia, y se permite as que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip (vase laley de Moore). Al tiempo que el tamao se reduce, otras cualidades tambin mejoran (el costo y el consumo de energa disminuyen, y a la vez aumenta el rendimiento). Aunque estas ganancias son aparentemente para el usuario final, existe una feroz competencia entre los fabricantes para utilizar geometras cada vez ms delgadas. Este proceso, y lo esperado para los prximos aos, est muy bien descrito por la International Technology Roadmap for Semiconductors.6Popularidad[editar]Slo ha trascurrido medio siglo desde que se inici su desarrollo y los circuitos integrados se han vuelto casi omnipresentes.Computadoras,telfonos mvilesy otras aplicaciones digitales son ahora partes de las sociedades modernas. Lainformtica, lascomunicaciones, lamanufacturay los sistemas detransporte, incluyendoInternet, todos dependen de la existencia de los circuitos integrados. De hecho, muchos estudiosos piensan que la revolucin digital causada por los circuitos integrados es uno de los sucesos ms significativos de la historia de la humanidad.7Tipos[editar]Existen al menos tres tipos de circuitos integrados: Circuitos monolticos: Estn fabricados en un solomonocristal, habitualmente desilicio, pero tambin existen engermanio,arseniuro de galio, silicio-germanio, etc. Circuitos hbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolticos, pero, adems, contienen componentes difciles de fabricar con tecnologa monoltica. Muchosconversores A/Dyconversores D/Ase fabricaron en tecnologa hbrida hasta que los progresos en latecnologapermitieron fabricarresistenciasprecisas. Circuitos hbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolticos. De hecho suelen contener circuitos monolticos sin cpsula,transistores,diodos, etc, sobre un sustrato dielctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan porserigrafay se ajustan hacindoles cortes conlser. Todo ello se encapsula, en cpsulas plsticas o metlicas, dependiendo de la disipacin de energa calrica requerida. En muchos casos, la cpsula no est "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resinaepoxipara protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos hbridos para aplicaciones en mdulos de radiofrecuencia(RF),fuentes de alimentacin, circuitos deencendidoparaautomvil, etc.Clasificacin[editar]Atendiendo al nivel de integracin -nmero de componentes- los circuitos integrados se pueden clasificar en: SSI(Small Scale Integration) pequeo nivel: de 10 a 100transistores 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: ms de un milln de transistoresEn cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:Circuitos integradosanalgicos.Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unin entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, comoamplificadores,osciladoreso inclusoreceptores de radiocompletos.Circuitos integradosdigitales.Pueden ser desde bsicaspuertas lgicas(AND, OR, NOT) hasta los ms complicadosmicroprocesadoresomicrocontroladores.Algunos son diseados y fabricados para cumplir una funcin especfica dentro de un sistema mayor y ms complejo.En general, la fabricacin de los CI es compleja ya que tienen una alta integracin de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscpicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto a los antiguos circuitos, adems de un montaje ms eficaz y rpido.Limitaciones de los circuitos integrados[editar]Existen ciertos lmites fsicos y econmicos al desarrollo de los circuitos integrados. Bsicamente, son barreras que se van alejando al mejorar latecnologa, pero no desaparecen. Las principales son:Disipacin de potencia[editar]Los circuitos elctricos disipan potencia. Cuando el nmero de componentes integrados en un volumen dado crece, las exigencias en cuanto a disipacin de esta potencia, tambin crecen, calentando el sustrato y degradando el comportamiento deldispositivo. Adems, en muchos casos es un sistema derealimentacin positiva, de modo que cuanto mayor sea latemperatura, ms corriente conducen, fenmeno que se suele llamar "embalamiento trmico" y, que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los amplificadores deaudioy los reguladores de tensin son proclives a este fenmeno, por lo que suelen incorporar protecciones trmicas.Los circuitos de potencia, evidentemente, son los que msenergadeben disipar. Para ello su cpsula contiene partes metlicas, en contacto con la parte inferior del chip, que sirven de conducto trmico para transferir el calor del chip al disipador o al ambiente. La reduccin de resistividad trmica de este conducto, as como de las nuevas cpsulas de compuestos desilicona, permiten mayores disipaciones con cpsulas ms pequeas.Los circuitos digitales resuelven el problema reduciendo la tensin de alimentacin y utilizando tecnologas de bajo consumo, comoCMOS. An as en los circuitos con ms densidad de integracin y elevadas velocidades, la disipacin es uno de los mayores problemas, llegndose a utilizar experimentalmente ciertos tipos de criostatos. Precisamente la alta resistividad trmica delarseniuro de galioes sutaln de Aquilespara realizar circuitos digitales con l.Capacidades y autoinducciones parsitas[editar]Este efecto se refiere principalmente a las conexiones elctricas entre el chip, la cpsula y el circuito donde va montada, limitando su frecuencia de funcionamiento. Con pastillas ms pequeas se reduce la capacidad y la autoinduccin de ellas. En los circuitos digitales excitadores de buses,generadores de reloj, etc, es importante mantener laimpedanciade las lneas y, todava ms, en los circuitos deradioy demicroondas.Lmites en los componentes[editar]Los componentes disponibles para integrar tienen ciertas limitaciones, que difieren de sus contrapartidas discretas. Resistores. Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Por ello slo se usan valores reducidos y en tecnologasMOSse eliminan casi totalmente. Condensadores. Slo son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el amplificador operacional A741, el condensador de estabilizacin viene a ocupar un cuarto del chip. Inductores. Se usan comnmente en circuitos de radiofrecuencia, siendo hbridos muchas veces. En general no se integran.Densidad de integracin[editar]Durante el proceso de fabricacin de los circuitos integrados se van acumulando los defectos, de modo que cierto nmero de componentes del circuito final no funcionan correctamente. Cuando el chip integra un nmero mayor de componentes, estos componentes defectuosos disminuyen la proporcin de chips funcionales. Es por ello que encircuitos de memorias, por ejemplo, donde existen millones de transistores, se fabrican ms de los necesarios, de manera que se puede variar la interconexin final para obtener la organizacin especificada.