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La matriz de un Intel 8742, un microcontrolador de 8 bits que incluye una CPU , 128 bytes de RAM , 2048 bytes de EPROM y "datos" de E / S en el chip actual.
Un circuito construido sobre una placa de circuito impreso (PCB).

Un circuito electrónico se compone de componentes electrónicos individuales , como resistencias , transistores , condensadores , inductores y diodos , conectados por cables conductores o trazas a través de las cuales puede fluir la corriente eléctrica . Para ser referido como electrónico , en lugar de eléctrico , generalmente al menos un componente activo.debe estar presente. La combinación de componentes y cables permite realizar varias operaciones simples y complejas: se pueden amplificar las señales, se pueden realizar cálculos y los datos se pueden mover de un lugar a otro. [1]

Los circuitos se pueden construir con componentes discretos conectados por piezas individuales de alambre, pero hoy en día es mucho más común crear interconexiones mediante técnicas fotolitográficas en un sustrato laminado (una placa de circuito impreso o PCB) y soldar los componentes a estas interconexiones para crear un acabado. circuito. En un circuito integrado o IC, los componentes y las interconexiones se forman en el mismo sustrato, típicamente un semiconductor tal como silicio dopado o (menos comúnmente) arseniuro de galio . [2]

Un circuito electrónico generalmente se puede clasificar como un circuito analógico , un circuito digital o un circuito de señal mixta (una combinación de circuitos analógicos y circuitos digitales). El dispositivo semiconductor más utilizado en circuitos electrónicos es el MOSFET ( transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico ). [3]

Breadboards , perfboards y stripboards son comunes para probar nuevos diseños. Permiten al diseñador realizar cambios rápidos en el circuito durante el desarrollo.

Circuitos analógicos [ editar ]

Un diagrama de circuito que representa un circuito analógico, en este caso un amplificador simple

Los circuitos electrónicos analógicos son aquellos en los que la corriente o el voltaje pueden variar continuamente con el tiempo para corresponder a la información que se está representando. Los circuitos analógicos se construyen a partir de dos bloques de construcción fundamentales: circuitos en serie y en paralelo .

En un circuito en serie, la misma corriente pasa a través de una serie de componentes. Una hilera de luces navideñas es un buen ejemplo de circuito en serie: si uno se apaga, todos lo hacen.

En un circuito en paralelo, todos los componentes están conectados al mismo voltaje y la corriente se divide entre los distintos componentes según su resistencia.

Un esquema simple que muestra cables, una resistencia y una batería.

Los componentes básicos de los circuitos analógicos son cables, resistencias, condensadores, inductores, diodos y transistores . Los circuitos analógicos se representan muy comúnmente en diagramas esquemáticos , en los que los cables se muestran como líneas y cada componente tiene un símbolo único. El análisis de circuitos analógicos emplea las leyes de circuitos de Kirchhoff : todas las corrientes en un nodo (un lugar donde se unen los cables) y el voltaje alrededor de un bucle cerrado de cables es 0. Los cables generalmente se tratan como interconexiones ideales de voltaje cero; cualquier resistencia o reactancia se captura agregando explícitamente un elemento parásito, como una resistencia discreta o un inductor. Los componentes activos, como los transistores, a menudo se tratan como fuentes controladas de corriente o voltaje: por ejemplo, unEl transistor de efecto de campo se puede modelar como una fuente de corriente desde la fuente hasta el drenaje, con la corriente controlada por el voltaje de puerta-fuente.

Cuando el tamaño del circuito es comparable a una longitud de onda de la frecuencia de la señal relevante, se debe utilizar un enfoque más sofisticado, el modelo de elementos distribuidos . Los cables se tratan como líneas de transmisión, con impedancia característica nominalmente constante , y las impedancias al inicio y al final determinan las ondas transmitidas y reflejadas en la línea. Los circuitos diseñados de acuerdo con este enfoque son circuitos de elementos distribuidos . Estas consideraciones suelen ser importantes para las placas de circuitos a frecuencias superiores a un GHz; Los circuitos integrados son más pequeños y pueden tratarse como elementos agrupados para frecuencias inferiores a 10 GHz aproximadamente.

Circuitos digitales [ editar ]

En los circuitos electrónicos digitales , las señales eléctricas toman valores discretos, para representar valores lógicos y numéricos. [4] Estos valores representan la información que se está procesando. En la gran mayoría de los casos, se utiliza la codificación binaria: un voltaje (generalmente el valor más positivo) representa un '1' binario y otro voltaje (generalmente un valor cercano al potencial de tierra, 0 V) ​​representa un '0' binario. Los circuitos digitales hacen un uso extensivo de transistores , interconectados para crear puertas lógicas que proporcionan las funciones de la lógica booleana.: AND, NAND, OR, NOR, XOR y combinaciones de los mismos. Los transistores interconectados para proporcionar retroalimentación positiva se utilizan como pestillos y flip flops, circuitos que tienen dos o más estados metaestables y permanecen en uno de estos estados hasta que son cambiados por una entrada externa. Por lo tanto, los circuitos digitales pueden proporcionar lógica y memoria, lo que les permite realizar funciones computacionales arbitrarias. (La memoria basada en flip-flops se conoce como memoria estática de acceso aleatorio (SRAM). La memoria basada en el almacenamiento de carga en un condensador, la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) también se usa ampliamente).

El proceso de diseño de circuitos digitales es fundamentalmente diferente del proceso de circuitos analógicos. Cada puerta lógica regenera la señal binaria, por lo que el diseñador no necesita tener en cuenta la distorsión, el control de ganancia, los voltajes de compensación y otras preocupaciones que se enfrentan en un diseño analógico. Como consecuencia, se pueden fabricar circuitos digitales extremadamente complejos, con miles de millones de elementos lógicos integrados en un solo chip de silicio, a bajo costo. Estos circuitos integrados digitales son omnipresentes en los dispositivos electrónicos modernos, como calculadoras, teléfonos móviles y computadoras. A medida que los circuitos digitales se vuelven más complejos, los problemas de retardo de tiempo, carreras lógicas , disipación de potencia, conmutación no ideal, carga en el chip y entre chips y corrientes de fuga se convierten en limitaciones para la densidad, velocidad y rendimiento del circuito.

Los circuitos digitales se utilizan para crear chips informáticos de uso general, como microprocesadores y circuitos lógicos de diseño personalizado, conocidos como circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Las matrices de puertas programables en campo (FPGA), chips con circuitos lógicos cuya configuración se puede modificar después de la fabricación, también se utilizan ampliamente en la creación de prototipos y el desarrollo.

Circuitos de señal mixta [ editar ]

Los circuitos híbridos o de señal mixta contienen elementos de circuitos analógicos y digitales. Los ejemplos incluyen comparadores , temporizadores , bucles de enganche de fase , convertidores de analógico a digital y convertidores de digital a analógico . La mayoría de los circuitos de comunicaciones y radio modernos utilizan circuitos de señales mixtas. Por ejemplo, en un receptor, se utilizan circuitos analógicos para amplificar y convertir en frecuencia señales de modo que alcancen un estado adecuado para convertirse en valores digitales, después de lo cual se puede realizar un procesamiento adicional de señales en el dominio digital.

Ver también [ editar ]

  • Diseño de circuitos electrónicos

Referencias [ editar ]

  1. ^ Charles Alexander y Matthew Sadiku (2004). "Fundamentos de los circuitos eléctricos". McGraw-Hill. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  2. ^ Richard Jaeger (1997). "Diseño de circuitos microelectrónicos". McGraw-Hill. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  3. ^ Golio, Mike; Golio, Janet (2018). Tecnologías pasivas y activas de RF y microondas . Prensa CRC . pag. 18-2. ISBN 9781420006728.
  4. ^ John Hayes (1993). "Introducción al Diseño de Lógica Digital". Addison Wesley. Cite journal requiere |journal=( ayuda )

Enlaces externos [ editar ]

  • Libro de texto de circuitos electrónicos
  • Fundamentos de electrónica