INTEGRADOS

Osciladores

Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos  en un medio, ya sea un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos).

En electrónica un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna de una determinada frecuencia.1 Dicho de otra forma, es un circuito que es capaz de convertir la corriente continua en una corriente que varía de forma periódica en el tiempo (corriente periódica); estas oscilaciones pueden ser sinusoidales2 , cuadradas, triangulares, etc., dependiendo de la forma que tenga la onda producida.

Estos constan de un amplificador y de algún tipo de retroalimentación: la señal de salidas se reconduce a la entrada del amplificador. Los osciladores controlados por el cristal ofrecen mayor precisión y estabilidad. Estos se emplean para producir señales de sonido y de radio en una amplia variedad de usos. Los osciladores son de alta frecuencia se emplean en equipos de comunicación para controlar las funciones de sintonización y detección de señales. Las emisoras de radios y de televisión utilizan osciladores de alta frecuencia y de gran precisión para generar la frecuencia de transmisión.

Circuitos de conmutación y temporización

En electricidad y electrónica, las leyes del álgebra de Boole y de la lógica binaria, pueden estudiarse mediante circuitos de conmutación. Un circuito de conmutación estará compuesto por una serie de contactos que representarán las variables lógicas de entrada y una o varias cargas que representarán las variables lógicas o funciones de salida.

Los circuitos de conmutación y temporización o circuitos lógicos, forman la base de cualquier dispositivo en el que se tengan que seleccionar o combinar señales de manera controlada, pueden mencionarse la conmutación y el funcionamiento de las computadoras digitales

La lógica digital es un proceso racional para adoptar sencillas decisiones de verdadero o falso basadas en las reglas de Boole. Verdadero puede estar representado por un 1 y falso por un 0. Los circuitos lógicos se utilizan para adoptar decisiones específicas en las entradas, por lo general circuitos integrados, ejecutan una variedad de funciones lógicas a través de las llamadas puertas lógicas, como las puertas OR, AND, NOT y NOR

• AND (Y):

Tiene dos o más entradas y una única salida y su salida es verdadera solo si todas sus entradas son verdaderas

• OR (O):

Tiene dos o más entradas y una sola salida, su salida es verdadera si cualquiera de las entradas es verdadera y es falsa si todas las entradas son falsas.

• INVERTER (INVESORA):

Tiene una única entrada y una única salida y puede convertir una señal verdadera en falsa efectuando de esa manera la función (NOT).

En general para ejecutar una determinada función es necesario conectar grandes cantidades de elementos lógicos en circuitos complejos.

Avances recientes

El desarrollo de los circuitos integrados ha revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la información y la informática, han permitido reducir el tamaño de los dispositivos con el descenso de los costes de la fabricación y de mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad.

Otro avance importante es la digitalización de sonido se codifica digitalmente mediante técnicas para medir la amplitud de la señal a intervalos muy cortos.

Las investigación actual dirigida a aumentas la velocidad y capacidad de las computadoras se centra sobre todo en la mejora de la tecnología de los circuitos integrados a gran escala que contienen varios centenares de miles velocidades.

Conceptos generales

La Electricidad

La electricidad es una forma de energía. Energía es poder... el poder de hacer, de hacer por ejemplo que las cosas se muevan y de hacer que las cosas funcionen. Para entender qué es la electricidad debemos comenzar con los átomos. Los átomos son pequeñas partículas que son muy difíciles de ver, y son los elementos con los que está hecho todo a nuestro alrededor. Un átomo está compuesto por protones, electrones y neutrones. El centro de un átomo, al cual se llama "núcleo", tiene al menos un protón. Alrededor del núcleo viajan los electrones (en igual cantidad que los protones) a gran velocidad. Los protones y electrones tienen una propiedad llamada carga, la de los protones es de signo positivo y la de los electrones es de signo negativo. Los neutrones no tienen carga. Los protones y electrones se atraen entre sí porque tienen cargas de distinto signo. En cambio las partículas que tienen cargas del mismo signo se repelen.

HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Thales de Miletus (630-550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.

Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374-287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad.

En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.

Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.

Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

En 1752, Benjamín Franklin (1706-1790) demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.

Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.

En 1780 inventa los lentes Bifocales.

En 1776, Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.

En 1800, Alejandro Volta (1745-1827) construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani (1737-1798) sobre las corrientes nerviosas-eléctricas en las ancas de ranas.

Galvani propuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el músculo.

Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.

Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).

Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy (1778-1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender como ésta funciona.

En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una batería.

Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro.

En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloroy demuestra que es un elemento, en vez de un ácido.

En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.

Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año, cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente.

En 1819, El científico Danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.

Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.

En 1823, Andre-Marie Ampere (1775-1836) establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra.

Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted.

Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.

En 1826, El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) fue quien formuló con exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.

Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.

R= V / I Ohm = Volt / Amper

En 1831, Michael Faraday (1791-1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.

La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue demostrada por Faraday.

En 1835, Simule F.B. Morse (1791-1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo.

En 1835 construye el primer telégrafo.

En 1837 se asocia con Henry y Vail con el fin de obtener financiamiento del Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el éxito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas desde Baltimor hasta el Capitolio en Washington D.C. La cual construye en 1844.

En 1840-42, James Prescott Joule (1818-1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894), quien definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricoscumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía.

Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.

Joule es la unidad de medida de Energía.