El microprocesador El microprocesador es un circuito integrado o chip programable, que, dependiendo del modelo, contiene miles o millones de transistores distribuidos internamente en varios bloques funcionales. También lleva el nombre de Unidad Central de Proceso (CPU). Se dice que es programable porque su principal función es recibir instrucciones con el fin de suministrar las señales para los demás elementos del sistema, buscar y traer datos de un memoria, transferir datos desde y hacia los dispositivos de entrada y salida, decodificar instrucciones, etc.
Aplicaciones El microprocesador fue diseñado originalmente para ser el “cerebro” de un sistema de cómputo, la cual es su aplicación más importante. Pero debido al crecimiento de la electrónico, hoy en día, se los usa también en electrodomésticos “inteligentes”, juegos electrónicos, instrumentos de medida, equipos de control para industrias, equipos médicos, calculadoras científicas, automóviles, robots, etc., etc., por lo que ha revolucionado totalmente, desde su invención, la industria electrónica y el mundo en general. Constitución física de un microprocesador Un microprocesador es una pastilla envuelta en plástico o cerámica de unos pocos milímetros de longitud que alberga en su interior un gran número de transistores de silicio. La base de un microprocesador es de silicio, y sobre el están alojados los transistores (switches electrónicos). Las uniones entre el microchip y los pines metálicos de conexión son por medio de finos cables de oro. Tipos de conexión El rendimiento que dan los microprocesadores no sólo dependen de ellos mismos, sino de la placa. Los micros no se conectan de igual manera a las placas: • En las placas base más antiguas, el micro iba soldado, de forma que no podía actualizarse (486 a 50 MHz hacia atrás). Hoy día esto no se ve. • En las de tipo Pentium (Socket 7) normales el microprocesador se instala en un zócalo especial llamado ZIF (Zero Insertion Force) que permite insertar y quitar el microprocesador sin necesidad de ejercer alguna presión sobre él. Al levantar la palanquita que hay al lado se libera el microprocesador, siendo extremadamente sencilla su extracción. Estos zócalos aseguran la actualización del microprocesador. Por ejemplo un zócalo ZIF Socket-3 permite la inserción de un 486 y de un Pentium Overdrive. Existen 8 tipos de socket, el 8º es el del Pentium Pro. • Y por otro lado, los procesadores Pentium II y Celeron/A de Intel y el Athlon (K7) de AMD van conectados de una forma similar a una tarjeta gráfica o de sonido (por ejemplo). En los procesadores de Intel, el lugar donde se instala es el Slot1 (o Slot2 en las versiones Xeon profesionales) y en el caso del K7 se instala en el Slot A?. En ambos existen unas guías de plástico que ayudan a que el microprocesador se mantenga en su posición. Hay que mencionar que algunos procesadores Celeron utilizan la conexión PPGA o Socket 370, similar en cierto modo al Socket 8, con nulas capacidades de ampliación y que sólo ofrece como ventaja un pequeño ahorro en la compra del equipo.
El transistor:
El transistor es un componente electrónico semiconductor compuesto por tres cristales. Tiene tres terminales que son: EMISOR, COLECTOR y BASE. El transistor puede ser PNP o NPN según su configuración interna, si es PNP tiene dos cristales dopados positivamente y uno negativamente en este caso la base seria negativa y el emisor y el colector positivos mientras que los NPN tienen la base dopada positivamente y el emisor y el colector negativamente. Los transistores pueden ser de muchos tipos y formas según su encapsulado y características. En los transistores se cumplen una serie de relaciones, que si llamamos Ic, Ib e Ie a las intensidades de colector base y emisor: Ic=Bx Ib? ,, Ic=Ie; la primera relación nos indica la principal característica del transistor: amplificador de corriente; si inyectamos una corriente por la base, la corriente por el colector será B veces la corriente de base. La segunda relación nos indica que la corriente de por el colector será la misma que circule por el emisor; resulta cierta solo si aproximamos, puesto que existen unas corrientes de fuga que despreciamos en los cálculos. Circuitos Integrados Los circuitos integrados están constituidos por un gran número de transistores (del orden de las decenas/centenas de miles) hábilmente interconectados para que realicen una función determinada. Los transistores y conexiones se construyen sobre una oblea de Si mediante una complicada serie de procesos tecnológicos que se aplican selectivamente a determinadas zonas de la oblea gracias a la utilización de máscaras que acaban configurando las prestaciones de transistores y conexiones y, por ende, del circuito final.
En electrónica, un circuito impreso o PCB (del inglés Printed Circuit Board), es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados desde hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor. Los circuitos impresos son robustos, baratos, y habitualmente de una fiabilidad elevada. Requieren de un esfuerzo mayor para el posicionamiento de los componentes, y tienen un coste inicial más alto que otras alternativas de montaje, como el montaje punto a punto (o wire-wrap), pero son mucho más baratos, rápidos y consistentes en producción en volúmenes. Composición física La mayoría de los circuitos impresos están compuestos por entre una a dieciséis capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato) laminadas (pegadas) entre sí.
Las capas pueden conectarse a través de orificios, llamados vías. Los orificios pueden ser electorecubiertos, o se pueden utilizar pequeños remaches. Los circuitos impresos de alta densidad pueden tener vías ciegas, que son visibles en sólo un lado de la tarjeta, o vías enterradas, que no son visibles en el exterior de la tarjeta Elaboración de circuitos impresos Un circuito impreso es una placa de material aislante (plástico, baquelita, vidrio, etc.), provista de unas pistas o caminos de cobre que sirven para interconectar los diversos componentes que constituyen el circuito en cuestión. Generalmente, antes de pasar a diseñar el circuito impreso de un determinado esquema electrónico, se ha de comprobar el funcionamiento del mismo en una placa de inserción. Para la elaboración de un circuito impreso se han de seguir los siguientes pasos: Diseño (dibujo) en el papel milimetrado o pulgametrado En primer lugar, se procede a realizar el diseño en el papel milimetrado del circuito en cuestión, teniendo en cuenta el tamaño de los componentes, su distribución, distancia entre patillas y disposición de las mismas, sobre todo cuando se trata de elementos con 3 o mas terminales, tales como transistores o circuitos integrados. Es aconsejable realizar un dibujo de la vista de componentes, tal y como quedarán distribuidos en la placa. Seguidamente se calcará este diseño original sobre papel vegetal, utilizando para ello un rotulador permanente y procurando que todas las conexiones sean correctas. Este diseño del circuito impreso se puede realizar también por medios informáticos, utilizando para ello herramientas desarrolladas para ello. Preparación de la placa Realizado el diseño, se procede a la preparación de la placa virgen, incluyendo las siguientes operaciones: • Cortado de la placa, adecuando su tamaño al diseño realizado, utilizando para ello la herramienta adecuada. • Limpieza de la superficie de cobre. A estos procedimientos habría que añadir otros, si se fuesen a emplear métodos de fotograbado, para la realización del circuito impreso, o bien adquirir la placa ya fotosensibilizada. Dibujo de las pistas sobre la placa A continuación se precede a realizar, en la cara de cobre de la placa virgen, el dibujo o impresión de las pistas del circuito. Para ello se pueden emplear 3 procedimientos: Utilizando rotuladores especiales
Colocando el papel vegetal sobre la placa y prestando atención a la posición en la que se emplaza, mediante un granete, se marcan levemente los puntos donde irán colocados los terminales de los componentes. Una vez realizada esta operación, se retira el papel vegetal y se dibujan las pistas y los puntos de los terminales, procurando que en ambos no queden poros en la tinta depositada. Se han de emplear rotuladores permanentes preferentemente de color negro. Se trata del método más sencillo. Utilizando tiras adhesivas Consiste, como en el caso anterior, en marcar los puntos de conexión, pero en lugar de utilizar rotuladores se pegan las adecuadas tiras adhesivas así como las “arandelas” de conexión, procurando que ninguna pista quede abierta. Utilizando métodos de fotograbado Se coloca el papel vegetal en la correcta posición sobre la placa virgen una vez fotosensibilizada y, posteriormente, en función de dicha fotosensibilización se introduce unos minutos en la insoladota. Dicho aparato emite luz ultravioleta que altera el barniz fotosensible que recubre la placa de forma que, al sumergir la placa en un baño líquido revelador, el barniz endurecido por la luz realice la función que el rotulador y las tiras adhesivas. Grabado (atacado) de la placa El objeto de este procedimiento es el de eliminar el cobre no necesario de la placa, de forma que solamente permanezca en los lugares donde ha de existir conexión eléctrica entre los distintos componentes. Se puede realizar en un recipiente o bandeja de plástico donde se pondrá una parte de ácido clorhídrico, dos de agua oxigenada y tres de agua del grifo. También se puede utilizar cloruro férrico disuelto en agua. Una vez que la placa se ha introducido en la disolución, al cabo de unos pocos minutos ésta absorberá parte del cobre de la misma, excepto de las pistas. También es posible utilizar máquinas que automatizan todo el procedimiento. Se ha de prestar especial cuidado en la manipulación de estos compuestos químicos, pues pueden ocasionar quemaduras graves en la piel. Limpieza y taladrado de la placa Al acabar el proceso anterior se limpiará la placa con agua y se secará. También se puede lijar suavemente para eliminar restos de rotulador, tiras adhesivas o barniz. A continuación se procederá a taladrar, con una broca del diámetro adecuado, en los lugares donde vayan a ir insertados los componentes. Inserción de componentes y soldadura. Rectificador En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sea semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.
Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se los clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando solo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados. El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.
