historia y evolucion de los circuitos integrados

1. CIRCUITOS INTEGRADOS
Circuitos electricos 1
ING. MELVIN GUSTAVO
BALLADARES ROCHA

2. CIRCUITOS INTEGRADOS.
DEFINICION:
son unos pequeños circuitos electrónicos fabricados con una función específica
como pueden ser: Operaciones, aritméticas, funciones lógicas, amplificación,
codificación, decodificación, controladores, etc.
Las funciones principales de los circuitos integrados son mejorar las funciones de
los aparatos tanto electrónicos como electrodomésticos; así como reducir el
tamaño, complejidad.

4. 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 2000 Kilby fue
galardonado con el Premio Nobel de Física por la
contribución de su invento al desarrollo de la
tecnología de la información.
Robert Noyce desarrolló su propio circuito
integrado, que patentó unos seis meses después.
Resolvió algunos problemas prácticos que poseía
el circuito de Kilby.
JACK KILBY
ROBERT NOYCE
Historia

5. Características
Tamaño; ya que puede contener 275, 000 transistores, además de una
multitud de otros componentes como son transistores, diodos,
resistencias, condensadores y alambres de conexión, y medir desde
menos de un centímetro a poco mas de tres centímetros.
Rara vez se pueden reparar; es decir si un solo componente de un
circuito integrado llegara a fallar, se tendría que cambiar la estructura
completa; esto se debe al tamaño diminuto y los miles de componentes
que poseen.

6. Ventajas sobre los circuitos
discretos
• El bajo costo
• Mayor eficiencia energética
• Reducido tamaño

7. Tipos de circuitos integrados
• Circuitos monolíticos
• Circuitos híbridos de capa fina
• Circuitos híbridos de capa gruesa

8. Clasificacion de los circuitos
integrados
• SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de
10 a 100 transistores
• MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a
1000 transistores
• LSI (Large Scale Integration) grande: 1001 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

9. Clasificación de las funciones
integradas
• Circuitos integrados analógicos: Pueden
constar desde simples transistores
encapsulados juntos, sin unión entre ellos,
hasta circuitos completos y funcionales,
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 o microcontroladores.

10. MSI ( Medium Scale Integration) - 1970
Se refiere a los CI que tienen de 12 a 100 componentes integrados por chip.
comprenden la época de investigación
Ejemplos:
codificadores, registros, contadores , multiplexores, de codificadores y de
multiplexores.
Estos integrados son los que se usaban en los primeros ordenadores.

11. LSI (Large-Scale Integration) - 1971
se refiere a CI con más de 100 componentes. Ya que toma pocos pasos hacer un
transistor MOS integrado, un fabricante puede producir más de estos en un chip en
vez de transistores bipolares.
Ejemplos:
memorias, unidades aritméticas y lógicas (alu's), microprocesadores de 8 y 16
bits.
Son utilizados para la fabricación de: los relojes de pulsera, detectores de humos,
televisores y calculadoras quedan dentro de esta categoría. Los circuitos integrados
utilizados en temporizadores de electrodomésticos son los mismos que los
empleados en los relojes industriales, y el microprocesador

12. VLSI (Very Large Scale Integration) - 1980
La integración en escala muy grande de sistemas de circuitos basados en
transistores en CI que van de 10 000 a 99 999 , como parte de las tecnologías
de semiconductores y comunicación que se estaban desarrollando, Dan inicio
a la era de la miniaturización.
Ejemplos:
micro-procesadores de 32 bits, micro-controladores, sistemas de
adquisición de datos.

13. ULSI(Ultra Large Scale Integration )
Son módulos de construcción básica de los dispositivos electrónicos modernos,
tales como radios, TV, sistemas de telefonía, computadoras y en general
productos electrodomésticos caseros e industriales

14. CONCLUSIONES
Los Circuitos Integrados son pequeños circuitos electrónicos que han ido
evolucionando con el paso del tiempo; ya que su funciones han crecido y su
tamaño a disminuido considerablemente; la llamada “Miniaturización”.
Los circuitos integrados han hecho posible el desarrollo de muchos nuevos
productos, como computadoras y calculadoras personales, relojes digitales y
videojuegos.
El desarrollo de los circuitos integrados ha revolucionado los campos de las
comunicaciones, la gestión de la información y la informática.
Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los dispositivos
con el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de mantenimiento
de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Empaquetado De Circuitos Integrados
 Se refiere a el invento de un empaquetado resistente a la
aceleración para Circuitos Integrados. Los Circuitos
Integrados usualmente se empaquetan en cajas de
plástico o cerámica, sin embargo, no son utilizables en
proyectiles por razón de las altas aceleraciones, que se
manifiestan. Por lo tanto, el invento propone disponer
los circuitos integrados (5, 6), en cada caso , entre dos
hojas (1, 2) y fijarlos periféricamente en un marco tensor
(3, 4).

20. Numeración De Conectores
• Cada patilla del circuito integrado tiene asociado un número
para poder identificar el conector del esquema eléctrico con
el del encapsulado. Todas las patillas se numeran a partir
de la primera (patilla número 1), que se identifica mediante
una marca que se hace en el encapsulado.
• Una de estas marcas puede ser una muesca que se realiza
en el lado superior del circuito integrado, de tal forma que la
patilla 1 es la que está a la izquierda de dicha marca.

21. Muesca En El Circuito Integrado
Otra forma de identificar la primera patilla es mediante un
punto que se sitúa junto a dicho conector.

22. Punto En El Circuito Integrado

23. • A partir de la patilla número 1 el resto de las patillas se
numeran en sentido contrario de las manecillas del reloj.
• En la documentación que cada fabricante aporta de sus
circuitos integrados, se puede observar que al menos hay
una patilla dedicada a la tensión de alimentación y otra
patilla dedicada a masa o tierra.

24. Tecnología En Circuitos Integrados

25. FAMILIAS LÓGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS
 Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados
(CI’s) los cuales pueden ser interconectados entre si sin
ningún tipo de Interface o aditamento, es decir, una salida
de un CI puede conectarse directamente a la entrada de
otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son
compatibles.
 Las familias pueden clasificarse en bipolares y MOS.
podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares:
RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS,
CMOS. Las tecnologías TTL (lógica transistor- transistor) y
CMOS (metal oxido-semiconductor complementario) son
los mas utilizadas en la fabricación de CI’s SSI (baja escala
de integración) y MSI (media escala de integración).

26. Tabla De Familias Lógicas

27. Los circuitos de tecnología TTL se prefijan normalmente con el número 74 (54
en las series militares e industriales). A continuación un código de una o varias
cifras que representa la familia y posteriormente uno de 2 a 4 con el modelo del
circuito.
Con respecto a las familias cabe distinguir:
TTL: Serie estándar.
TTL-L (low power): Serie de bajo consumo.
TTL-S (schottky): Serie rápida (usa diodos Schottky).
TTL-AS (advanced schottky): Versión mejorada de la serie anterior.
TTL-LS (low power schottky): Combinación de las tecnologías L y S (es la familia
más extendida).
TTL-ALS (advanced low power schottky): Versión mejorada de la serie LS.
TTL-F (FAST: fairchild advanced schottky).
TTL-AF (advanced FAST): Versión mejorada de la serie F.
TTL-HCT (high speed C-MOS): Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles
con TTL.
TTL-G (GHz C-MOS): GHz ( From lbkj

28. Algunos de los circuitos
integrados más avanzados
son los microprocesadores
que controlan múltiples
artefactos: desde
ordenadores hasta
electrodomésticos, pasando
por los teléfonos móviles.
Otra familia importante de
circuitos integrados la
constituyen las memorias
digitales.

29. microcontrolador
• QUE ES UN MICROCONTROLADOR
• Un microcontrolador es un circuito integrado, en
cuyo interior posee toda la arquitectura de un
computador, esto comprende lo que es CPU,
memorias RAM, EEPROM, y circuitos de entrada
y salida.

30. • Existen muchas familias fabricantes de
microcontroladores, entre las más comunes
están:
• Atmel (AVR ), Hitachi (H8), Intel de 8 bits (8XC42, MCS51, 8xC251) o Intel de 16
bits (MCS96, MXS296), National Semiconductor (COP8), Microchip, Motorola
de 8 bits (68HC05, 68HC08, 68HC11) o de 16 bits (68HC12, 68HC16) o de 32
bits (683xx ), NEC (78K), Texas Instruments (TMS370) y Zilog (Z8, Z86E02).

31. APLICACIONES DE LOS
MICROCONTROLADORES

33. EL MICROCONTROLADOR PIC
16F628A
Los microcontroladores PIC (Peripheral interface Controller). Uno de los
microcontroladores más populares en la actualidad es el PIC16F628A y sus
variantes PIC16F627A y PIC16F648A, estos modelos (serie A) soportan hasta
100.000 ciclos de escritura en su memoria FLASH, y 1’000.000 ciclos en su
memoria Eeprom, este reemplaza rápidamente al popular PIC16F84A, pues
presenta grandes ventajas como son:
• oscilador interno RC de 4MHZ,
• MCLR programable,
• mayor capacidad de corriente,
• programación en bajo voltaje