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Cómo funciona un circuito integrado

Una excelente y poco usual demostración visual


Cómo funciona un circuito integrado

Una vieja frase sugiere que no hay malos alumnos, sólo malos profesores. Y a la hora de aprender electrónica, es vital encontrar a alguien que sepa explicar más allá de libros, teorías y valores. En la edición 2019 de la Maker Faire Bay Area, el equipo de Evil Mad Scientist Labs hizo un extraordinario trabajo al enseñar y demostrar el funcionamiento del primer circuito integrado comercial, el Fairchild μL914. Si quieres saber más sobre transistores, resistencias, y cómo funciona un circuito integrado, necesitas ver esto.

Si alguna vez te has preguntado qué hay en el interior de un circuito integrado, no eres el único. Más allá de los diagramas oficiales, la alternativa es «desnudar» al chip y colocarlo bajo un microscopio, una tarea para nada sencilla. Sin embargo, algunos expertos y entusiastas que pasaron por la Maker Faire Bay Area (la cual terminó el domingo pasado) tomaron esa pregunta y la transformaron en una genial sesión educativa. Windell Oskay, Lenore Edman, Eric Schlepfer, John McMaster y Ken Shirriff combinaron sus esfuerzos en una exposición que nos enseña con gran precisión cómo funciona un circuito integrado:


Así funciona un circuito integrado


El chip escogido fue un Fairchild μL914, y no es casualidad. Por un lado, se trata del primer circuito integrado comercial, y por el otro, su tamaño y antigüedad (fue lanzado en los ’60) lo hacen más sencillo de «abrir» por así decirlo. El μL914 es lo que se conoce como una puerta NOR dual de dos entradas, mientras que en la vida real parece una araña pequeña:


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uL914 y su diseño interno

Crear placas de pruebas para circuitos electrónicos


Con la ayuda de una pequeña caja y un par de luces LED, es muy fácil demostrar el funcionamiento del circuito. La salida de una puerta NOR se mantiene en posición «alta» o «encendida» siempre y cuando la condición de sus dos entradas sea «baja» o «apagada». Si una de ellas o ambas cambian, la entrada quedará en «baja», apagando la luz LED. Los pines 1 y 2 son las entradas de la puerta A, pines 3 y 5 las entradas de la puerta B, pines 7 y 6 equivalen a salidas A y B, pin 8 es V+, y pin 4 es tierra.


cómo funciona un circuito integrado
Nada te impide hacer algo parecido en casa. Es seguro y económico.
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Diagrama del uL914

El equipo logró retirar el epoxy que cubre al chip, y al colocarlo bajo el microscopio es posible observar su diseño interno, pero eso no es todo. Oskay nos muestra en el vídeo una versión plástica a gran escala de un transistor NPN, el mismo que detectamos dentro del μL914, con referencias a su base, emisor y colector.


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Un transistor NPN de plástico, y el uL914 a una escala más «humana», con sus conexiones

La mejor parte es el modelo 3D en acrílico del Fairchild μL914. Sus seis transistores quedan expuestos, y los «huesos de perro» son en realidad resistencias. Pines 1 y 2 pasan por las resistencias y se conectan a las bases de dos transistores. Los emisores de esos transistores van conectados juntos, y de ahí se dirigen a pin 4 que es tierra. Lo mismo sucede con los colectores, pero su destino es el pin 7. Y el proceso se repite con los pines 3 y 5.


¿Cómo se fabrican los circuitos impresos?


Otro aspecto para destacar es que el Fairchild μL914 posee componentes redundantes. Los transistores son 6, pero sólo utiliza 4 (uno queda en corto, y uno «flotante»). También sobran un par de resistencias.


cómo funciona un circuito integrado
Así se completa el modelo

En resumen, un trabajo fabuloso por parte de este equipo. Si toda la electrónica fuera así, no sería tan complicado asimilar sus conceptos. ¿Quieres más? No dudes en leer nuestros artículos sobre simuladores de circuitos, y el funcionamiento de servomotores.


Sitio oficial: Haz clic aquí

Fuente: Hackaday


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Escrito por Lisandro Pardo

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