introducción a la electrónica

Introducción a la electrónica

Electrónica

¿Qué es la electrónica?

Es una rama de la física aplicada, dedicada al estudio de los electrones y las fuerzas electromagnéticas utilizadas para la transmisión y recepción de información.

Breve historia de la electrónica

En el año de 1893 Maxwell tuvo la idea de reunir todas las investigaciones de Coulomb, Ampere, Ohm, Gauss y Faraday para ser usadas en la electricidad y magnetismo, con toda esta información publico unas reglas para entender las interacciones electromagnéticas.

En el año 1895 Lorentz lanzo su postulado sobre cargas discretas y los denomino electrones.

En el año 1897 Thompson hallo experimentalmente la existencia de las cargas discretas.

En los comienzos del siglo XX Millikan logro realizar la medición de su carga del un electrón.

En el año 1904 Fleming logro crear una válvula que tenia un filamento caliente que hacia de emisor de los electrones en el vacío en una distancia corta, su funcionamiento era igual que un diodo

En el año 1906 Forest se propuso colocar un tercer electrodo a la válvula de Fleming, con esto se logro tener el primer amplificador de nuestra historia.

En el año 1920 Westinghouse Electric Corporation fundó la emisora de radiodifusión KDKA siendo esta la primera de la historia, la tecnología que usaron fue las válvulas de vació.

En el año 1933 Armstrong desarrollo la modulación en frecuencia.

En el año 1938 aparece el primer receptor en FM.

Más allá de todo este avance la verdadera revolución tecnológica surgió con la creación de dispositivos con la ayuda de semiconductores, y específicamente en la invención del transistor

En el año de 1956 desarrollaron en primer transistor bipolar hecho por Bardeen, Brattain y Shockley, a partir de este momento el transistor se apodero de los avances tecnológicos desplazado a la válvula de vació.

En el año de 1958 Kilby entro a trabajar a Texas Instrument y tuvo la idea de construir un circuito con germanio o silicio, logrando con esto el primer circuito integrado, este circuito fue armado con transistores, resistores y capacitores unidos con hilos de oro.

En el año de 1962 Hofstein y Heiman usaron una tecnología llamada MOS, con esto lograron meter una enorme cantidad de componentes activos

Luego ingresaron tecnologías como el PMOS y CMOS logrando con esto una mejor eficiencia en los circuitos integrados.

En el año de 1969 llegaron a tener internamente alrededor de 10000 componentes y en la actualidad llegan a varios de millones de transistores en su interior.

Si bien todos estos avances eran alentadores estos avances estaban sujetas a tecnologías analógicas, y no se tardó mucho para pensar e implantar tecnologías digitales produciendo con esto la revolución de la microelectrónica y junto a esto el nacimiento de la computación.

En el año de 1960 nació una familia lógica simiconductora (RTL) realizada por Noyce y Norman, siendo esta la base para los futuros C.I. digitales

En el año de 1961 apareció la familia de DCTL.

En el año de 1962 apareció la familia de DTL y Motorola introdujo su familia ECL.

En el año de 1964 Texas Instrument presenta la familia TTL muy utilizados inclusos hasta nuestros tiempos.

En el año de 1971 se introdujo por primera vez el microprocesador utilizadas para los circuitos de las calculadoras, el microprocesador debía ser para un propósito general y así poderla usar para en muchas aplicaciones, ese año apareció el procesador de 4 bits hecha por INTEL y se le dio el modelo 4004 que ademas poseía un total de 45 instrucciones con mas de 2300 transistores con tecnología POMOS.

En el año de 1972, apareció la familia de inyección integrada IIL que tenía como principal característica su alta densidad de empaquetamiento.

En el año de 1973 INTEL lanza su segundo microprocesador esta vez era de 8 bits de 50000 instrucciones por segundo conocido como el modelo 8008.

Allá por los ochenta aparecieron circuitos digitales denominadas BiCMOS que ofrecían bajo consumo y altas velocidades.

En esta época se desarrollaron teorías matemáticas para realizar un análisis y diseño de los sistemas electrónicos.

En la actualidad podemos encontrar microprocesadores de 32 y 64 bits, hechas por AMD e INTEL.

Se está llegando un nivel superior con la apertura de la nanoelectrónica, con la miniaturización de los transistores se están fabricando dispositivos cada vez más rápidos pero existe un límite para todo esto ya que al ser tan pequeños los transistores surge el problema de la circulación de los electrones en su interior existiendo la posibilidad de que se salgan de su posición y choquen entre si produciendo inestabilidad, desde la llegada de la denominada computación cuántica aparece los procesadores cuánticos que se miden en Qubits siendo extremadamente más rápida que cualquier otro procesador en la actualidad, pero estos procesadores aun no están disponibles para su comercialización pública.

Señales normalmente usadas en la electrónica

Señales analógicas.- son aquellas que pueden poseer infinidad de valores cambiantes en el tiempo, generalmente tienen una forma sinusoidal.

Señales digitales.- Su variación en el tiempo de sus valores es limitada, generalmente con solo dos estados y teniendo una forma cuadrada.

Aplicaciones de la electrónica

Si bien la electrónica tiene múltiples aplicaciones las más conocidas son:

  • Electrónica de control
  • Telecomunicaciones
  • Electrónica de potencia

Sistema electrónico

Un sistema electrónico no es más que un conjunto de circuitos interactúando entre ellos, están constituidas por:

  • Entrada (sensores o transductores), es la etapa encargada de toman las señales.
  • Proceso o control (circuitos electrónicos), es la etapa encargada de interpretar y gestionar las señales tonadas en la primera etapa.
  • Salida (actuador), es la etapa encargada de realizar una tarea dependiendo de la configuración en la etapa anterior.

Conceptos básicos

Voltaje.- Es la diferencial de potencial entre dos puntos tiene como unidad de medida el voltio (V), pueden ser de dos tipos Voltaje continuo (VC) y voltaje alterno (VA)

Corriente o Intensidad.- Se dice que son aquellos electrones libres que se desplazan por un conductor o semiconductor, su unidad de medida es el amperio (A), al igual que el voltaje puede ser continua o alterna

Resistencia.- Es aquella que se opone al flujo de los electrones, tiene como unidad de medida el Ohmio (Ω).

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