BREVE HISTORIA DE LA ELECTRÓNICA

Historia De La Electronica (Resumen)

Introducción


Puede decirse que la electrónica es la rama de la técnica que estudia la transmisión, almacenamiento y procesamiento de información codificada eléctricamente. Así, el sonido, las imágenes, las cantidades numéricas, etc., pueden ser afectadas de tales procesos.

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Telegrafía

Samuel Morse

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Código Morse

Morse


En 1838, Samuel Morse patenta el primer telégrafo, palabra que significa “gráfico a lo lejos”. La interrupción de un circuito eléctrico permite codificar puntos y rayas para ser transmitidas a cierta distancia. Desde lejos se puede controlar un electroimán que desplaza un lápiz, o un dispositivo, que hace marcas sobre una cinta de papel que se mueve a una velocidad constante.
Para superar los inconvenientes que presenta este primitivo sistema, utilizó sucesivos circuitos eléctricos, cada uno con su propia fuente de energía y su propio relevador (o relé).
Morse se ganaba la vida pintando retratos, en épocas anteriores a la aparición de la fotografía. También se atribuye esta invención a los ingleses Cooke y Wheatstone, mientras que los alemanes Carl Gauss y W.E. Weber se comunicaban entre sus casas con un primitivo telégrafo.

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Telefonía

Alexander Graham Bell

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Alexander Graham Bell obtiene la primera patente del teléfono en EEUU, si bien se atribuye su invención al italiano Antonio Meucci. De todas formas, es posible que varios inventores trabajen en forma simultánea sin que exista plagio. La palabra “teléfono” significa “sonido a lo lejos”. Bell era un profesor de sordomudos, nacido en Inglaterra, quien trataba de perfeccionar su trabajo docente.
El primer teléfono de Bell estaba constituido por dos imanes permanentes, cada uno con un bobinado. Los entrehierros de los imanes en forma de “U”, incluían membranas metálicas muy delgadas. Al hablar sobre la membrana del primero, se modificaba el campo magnético del imán, por lo que se inducía una tensión eléctrica en la bobina respectiva. Este es el emisor o micrófono.
La bobina del primer imán estaba conectada, a través de dos conductores, con la otra bobina, que recibía una corriente enviada por la primera. Dicha corriente modificaba el campo magnético del segundo imán (receptor o parlante) haciendo que la segunda membrana se moviera siguiendo las variaciones de corriente. El movimiento de la segunda membrana implicaba una reproducción del sonido original, que produjo la secuencia descripta.

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Electromagnetismo

Clerk Maxwell

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Heinrich Hertz

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La técnica tiene como fundamento alguna rama de la ciencia experimental. Así, la transmisión de información mediante ondas de radio y de televisión, o bien a través de una línea de transmisión eléctrica, tienen como fundamento al electromagnetismo de Maxwell.
El físico escocés James Clerk Maxwell amplía la ley de Ampere para establecer la ley de Ampere-Maxwell. Esta ampliación implica la existencia de un campo magnético asociado a un campo eléctrico variable. Previamente, en 1831, Michael Faraday había descubierto que un campo magnético variable produce uno eléctrico. Estos campos de fuerzas, mutuamente sostenidos, se propagan aún por el espacio vacío. De ahí que nos llegue la luz emitida por las estrellas desde remotos lugares del universo, ya que la luz es también una perturbación electromagnética.
Luego de la etapa teórica le sigue la experimental. Fue Heinrich Hertz quien verifica experimentalmente la existencia de tales ondas. Es de destacar el poco interés de Hertz por una posible aplicación de las mismas. Una vez expresó: No sé para qué pueden servir estas onditas. Su principal interés, como científico, radicaba en comprobar la veracidad de la teoría de Maxwell.
La etapa propiamente técnica está asociada a Guglielmo Marconi quien desarrolla un transmisor para establecer la “telegrafía sin hilos”. Marconi afirmó que el mejor premio que recibió fue una medalla recordatoria obsequiada por los quinientos sobrevivientes del Titanic, que pudieron salvar sus vidas gracias a la telegrafía sin hilos.

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Transmisor de Hertz

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Estaba constituido por un bobinado primario y uno secundario, similar a un transformador. En el secundario estaban conectadas las dos mitades de un conductor, con una separación, en dónde habría de saltar una chispa cuando se cerrase el interruptor que alimentaba al primario. Podemos considerar al secundario y al conductor como un circuito LC (inductancia y capacidad) con su propia frecuencia de resonancia. El cierre del interruptor implica disponer de una amplia banda de frecuencias que incluiría la de resonancia. Al establecerse la resonancia, salta una chispa.
El receptor de Hertz era un simple conductor abierto en un extremo, en forma de “U”. A este dispositivo podemos asociarlo a una bobina de una vuelta con un capacitor en su extremo, con una frecuencia de resonancia similar a la del transmisor. Por ello pudo Hertz observar una chispa en el receptor, producida por la propagación de una onda electromagnética.

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Telegrafía sin hilos

Marconi


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Marconi modifica el chispero de Hertz conectando una antena al electrodo superior y estableciendo una conexión a tierra a través del electrodo inferior. Además, ubica un bobinado sintonizado con su propia capacitancia distribuida, permitiéndole seleccionar una frecuencia de emisión, facilitando la posible transmisión simultánea de varias emisoras.
Otra innovación consistió en girar 90º los electrodos y la antena, para hacer que el campo eléctrico oscilara verticalmente y fuera poco absorbido por el suelo, logrando transmitir a mayores distancias que lo logrado por Hertz. El receptor también puede sintonizarse, mientras que con unos auriculares podía recibir los puntos y rayas que constituían al código de Morse.
Si se aplica la señal recibida directamente a los auriculares, no se escucha nada. Ello se debe a la inercia mecánica de tal dispositivo, que no puede seguir las rápidas variaciones de la corriente eléctrica. El auricular responde al promedio de la corriente recibida, y no al valor instantáneo de la misma. No se escucha nada porque el valor promedio de una señal alterna es nulo.
Con un rectificador, o detector, se dispone de un valor promedio distinto de cero. El detector estaba constituido por una piedra galena (mineral de plomo y azufre) que permite establecer una corriente unidireccional. Para mejorar aún más la recepción, se coloca un capacitor que disminuye las variaciones de la tensión, elevando aún más el promedio de la corriente y la calidad del sonido recibido.

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Válvulas

Thomas A. Edison


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El inventor Thomas A. Edison realiza su único descubrimiento científico; la emisión termoiónica, pero no le encuentra aplicación práctica. Trabajando con lámparas de filamento, observa que, cerca del terminal negativo, aparecen manchas sobre el vidrio que recubre al filamento.
John Ambrose Fleming, empleado de la Edison Light Company de Londres, se entera del “efecto Edison” e introduce un conductor metálico dentro de la lámpara. Obtiene así el primer diodo y aparece el término “válvula”, ya que permite el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido (en forma similar al efecto que produce la válvula de aire de un neumático).
El inventor Lee de Forest, egresado de la Universidad de Yale, agrega una rejilla metálica entre el filamento y la placa. Obtiene así el audión, o triodo, en 1906. Este hecho marca el inicio de la era de la electrónica.
Un dispositivo de tres electrodos admite dos circuitos eléctricos: el de entrada (o de control) y el de salida (o controlado). La amplificación de señales es la aplicación inmediata que se le puede dar, ya que una pequeña variación de la tensión en el circuito de control se traduce en una variación de la corriente dentro de la válvula, que posibilitará una mayor variación de la tensión en el circuito de salida.

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Radiotelefonía

Lee De Forest


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La próxima meta consistía en establecer una “telefonía sin hilos”, o radiotelefonía. El chispero de Marconi sólo permitía emitir señales discontinuas, aptas para la telegrafía sin hilos. Para transmitir sonidos era necesario disponer de una oscilación eléctrica sostenida, que pudiese ser modificada (modulada) en función de la información que se desea transmitir.
De Forest utilizó un transmisor por arco eléctrico, mientras que Ernst Alexanderson construyó un alternador giratorio que llegaba a producir frecuencias de hasta 28.000 ciclos por segundo. La solución definitiva la logra De Forest con su audión, realizando osciladores de alta frecuencia. También este inventor perfecciona el cine sonoro. De Forest patentó unos trescientos inventos, pero no tuvo éxito como empresario por cuanto, más de una vez, fue estafado por sus socios.
Los receptores comienzan a utilizar amplificadores con triodo, siendo ésta la tercer forma de elevar el promedio de la señal recibida, luego de la detección y del filtrado capacitivo. Los primeros receptores de radio tenían inconvenientes con la amplificación de distintas frecuencias, provenientes de distintas emisoras. Fue necesario realizar una “mezcla” de frecuencias (entre la generada por un oscilador local y la recibida) de tal manera que su diferencia resulte una frecuencia constante, que se denominó “frecuencia intermedia”. Este es el fundamento del receptor heterodyno, palabra que deriva del griego y significa “mezcla de fuerzas”. Quien realiza esta invención ( y más tarde la transmisión por frecuencia modulada) fue Edwin W. Armstrong.

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Oliver Heaviside

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Michael Pupin

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Las líneas telefónicas tenían mucha capacidad distribuida, por lo que las señales se debilitaban con la distancia. Había que agregar inductancia de manera de lograr un filtro pasabajos. Esto se conoce como la “pupinización” de la línea telefónica. La AT&T le encarga este trabajo a Campbell y a Pupin, siendo el primero un empleado de dicha empresa. Ambos investigaron los trabajos realizados por el inglés Oliver Heaviside, quien había hecho un estudio al respecto. De esos trabajos surge la teoría de los filtros eléctricos, realizada por Campbell, y la obtención de una patente a nombre de Pupin. La empresa AT&T tuvo que pagar, en esa época, unos quinientos mil dólares por hacer uso de un invento patentado, que sólo era una mejora insignificante del trabajo original de Heaviside.
Cuando le ofrecieron a Heaviside algo de dinero en retribución por sus trabajos, dijo que debería ser al “todo o nada”, por lo que siguió en la extrema pobreza y en una soledad favorecida por su sordera.
El matemático Norbert Wiener alguna vez quiso escribir una novela basada en este triste caso. Wiener escribió: Pupin había envuelto su alma dentro de un contrato comercial. Cuando un alma es comprada por alguien, el diablo es el consumidor último. Hasta la penitencia pública le fue denegada. Aunque era incapaz de reprimirse en silencio, las mentiras y las exageraciones a las que se vio forzado a recurrir deben de haber resonado sepulcralmente en el espacio vacío donde su alma se había alojado. (De “Inventar”).

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Los Laboratorios Bell

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Una de las empresas que promovió grandes avances de la electrónica fue la AT&T (American Telegraph and Telephone Company), sucesora de la Bell Telephone Company, a través de los Laboratorios Bell. En la década de los cuarenta tiene cinco mil setecientos empleados, mientras que en los sesenta tenían diecisiete mil empleados, que generaban unas setecientas patentes de invención anuales.
Uno de sus empleados, George A. Campbell, establece en 1915 la descripción matemática de los filtros de ondas. Un filtro de onda es un circuito que presenta una diferente respuesta ante las distintas frecuencias que se le aplican. De ahí que transmitirá algunas de ellas y rechazará a otras. La oposición al paso de la corriente alterna, que presentan bobinas y capacitores, depende de la frecuencia de la misma, por lo que los filtros pasivos están constituidos principalmente por esos elementos circuitales. Posteriormente aparecen los filtros activos, que proveen una amplificación selectiva.
También en 1915, John R. Carson establece la transmisión por banda lateral única (BLU). Si se analiza el espectro de las frecuencias que componen una señal modulada en amplitud, se verá que consiste en una onda portadora de radiofrecuencia con dos bandas laterales, asociadas a la información a transmitir. Carson advierte que la información viene por “duplicado” en ambas bandas, por lo que podría suprimirse a una de ellas, e incluso a la portadora, necesitando mucha menos potencia para transmitir la misma información a la misma distancia; eso sí, a costa de emplear un receptor bastante más complejo.
La transmisión de información requiere, en varias de sus etapas, de una adecuada amplificación. Ello implica, entre otros aspectos, que el amplificador debe tener una respuesta lineal, es decir, la salida debe ser una réplica aumentada de la señal de entrada. De lo contrario, aparecerán frecuencias indeseables en el propio proceso de la amplificación. Para conseguir una compensación automática de la alinealidad propia de las válvulas y, posteriormente, de los transistores, Harold S. Black introduce el amplificador con realimentación negativa.
Black recuerda el momento preciso en que la idea surge de su mente: el 2 de Agosto de 1927, a las 8 y 15 horas, cuando se dirigía a su trabajo, los Laboratorios Bell. La realimentación consiste en inyectar a la entrada del amplificador parte de la señal de salida (como cuando una víbora muerde su propia cola). La realimentación positiva, por otra parte, produce oscilaciones, ya que la señal realimentada se vuelve a amplificar en forma aditiva, mientras que la negativa implica una reducción de la ganancia del amplificador, pero con la ventaja mencionada antes.
La realimentación negativa también estabiliza la ganancia del amplificador. Quienes logran una teoría matemática adecuada, son Harry Nyquist, quien establece un criterio para el estudio de la estabilidad de los amplificadores, y Hendrik W. Bode, quien describe la relación entre fase y frecuencia, complementando el trabajo de Nyquist.
En 1924, Clinton J. Davisson y Lester Germen, estudiando el comportamiento de las válvulas termoiónicas, logran verificar experimentalmente la hipótesis de Louis De Broglie, respecto de las ondas asociadas a las partículas atómicas. De esa forma, la mecánica ondulatoria pasa a ser una ley básica del mundo atómico.
Karl G. Jansky, tratando de encontrar la fuente de ruido detectado por su antena, descubre que tales señales provienen de nuestra galaxia. De esa forma, sin proponérselo, da inicio a la radioastronomía, que complementa a la astronomía óptica.
En 1928, J. B. Johnson describe matemáticamente al ruido térmico asociado al movimiento de electrones. Estos, al moverse por efecto de la temperatura y, al poseer carga eléctrica, generan variaciones aleatorias de la tensión eléctrica. El ruido de Johnson está asociado a la temperatura, mientras que las frecuencias de las tensiones de ruido admiten un gran ancho de banda.
El 23 de Diciembre de 1947 se realiza la primera prueba exitosa del transistor. Son sus inventores los físicos J. Bardeen, W. Brattain y W. Shockley. El primero y el tercero eran físicos teóricos, mientras que Brattain era un físico experimental. Muchos lo consideran como el “mayor invento del siglo”.
Claude Shannon establece la teoría de la información, que consiste, esencialmente, en establecer una medida de la capacidad que posee un canal de comunicaciones para permitir su transmisión. La formulación de Shannon establece que dicha capacidad aumenta con el ancho de banda disponible, siendo proporcional, además, al logaritmo de (1 + S/N), siendo S la potencia de la señal y N la potencia asociada al ruido térmico.
Arno Penzias y Robert Wilson repiten la historia de Jansky, ya que, trabajando con antenas de microondas, detectan un ruido de fondo que proviene de todas partes, descubriendo la “radiación cósmica de fondo”, un fenómeno predicho por los físicos teóricos, que confirma la teoría de la expansión de las galaxias.
Varios son los investigadores de los Laboratorios Bell que reciben el Premio Nobel de Física, tales los casos de Davisson, de Brattain, Bardeen y Shockley, de Penzias y Wilson, y del físico P. Anderson.

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Radar

Edward Appleton

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Quienes investigaban el comportamiento de las ondas de radio, observaron que, en ciertas ocasiones, eran reflejadas por las capas ionizadas de la atmósfera. El físico inglés Edward Appleton realiza un estudio para determinar la altura de las mismas, recibiendo posteriormente el Premio Nobel de Física.
En algunas ocasiones fortuitas, se observó que algunos obstáculos, incluso algún avión, reflejaban las ondas de radio, por lo que apareció la posibilidad de la radiolocalización. La palabra “radar” (abreviatura de radio detection and ranging) implica una “detección y posicionado por radio”.
Su realización está asociada a Robert Watson Watt en épocas previas a la Segunda Guerra Mundial. Esencialmente consiste en generar pulsos muy breves y potentes, que se han de enviar a través de una antena direccional. La misma antena ha de recibir el rebote reenviado por el objeto a localizar. Un radiorreceptor, del tipo superheterodino, demodula los pulsos recibidos, mientras que un dispositivo indicador permite conocer la distancia del objeto reflector.

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Transistor

Willian Shockley, Jhon Bardeen y B. Walter Brattain

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El transistor surge de la búsqueda de un conmutador de estado sólido para ser utilizado en telefonía y para reemplazar a los relés tanto como a los sistemas de barras. Luego se vislumbra la posibilidad de obtener un reemplazo de la válvula de vacío.
Quentin Kaiser escribió: Si no hubiera sido por las microondas o el radar de UHF, probablemente nunca hubiéramos tenido la necesidad de detectores de cristal. Si no hubiéramos obtenido detectores de cristal, probablemente no habríamos tenido el transistor, salvo que hubiera sido desarrollado de algún modo completamente diferente. (Citado en “Revolución en miniatura” de E. Braun y S. Macdonald).
En 1874, el físico alemán Ferdinand Braun descubrió que el contacto entre un alambre metálico y el mineral galena (sulfuro de plomo) permitía el paso de corriente en una sola dirección. El radar, al emplear elevadas frecuencias, debe utilizar un detector con muy poca capacidad eléctrica asociada, por lo que no podían utilizarse diodos de vacío. El rectificador de estado sólido era esencial. Además, al inicio de la Segunda Guerra Mundial estaba completo el estudio teórico de los contactos semiconductor-metal.
Walter Brattain escribió: Ninguno en la profesión estaba seguro de la analogía entre un rectificador de óxido de cobre y un tubo diodo de vacío y muchos tenían la idea de cómo conseguir poner una rejilla, un tercer electrodo, para hacer un amplificador. (Citado en “Revolución en miniatura”).
Los niveles de energía cuantificados de los átomos dan lugar a las bandas de energía cuando existen átomos distribuidos regularmente. El estudio del movimiento de los electrones en estas bandas, permitió predecir la posibilidad de cambiar la conductividad eléctrica de algunos semiconductores agregando impurezas controladas adecuadamente. Así surgen los materiales de tipo N y de tipo P.
Un diodo surge al unir un material N con uno P, mientras que el transistor surgió de una estructura del tipo NPN, o bien PNP. El nombre “transistor” fue ideado por J.R. Pierce, quién expresó: …y entonces, en aquella época, el transistor fue imaginado para ser el dual del tubo de vacío, así si un tubo de vacío tenía transconductancia, éste debe tener transresistencia, y así llegué a sugerir transistor.
Luego de efectuar las primeras pruebas con el transistor, se lo mantuvo en secreto durante casi siete meses, hasta que se pudo detallar su funcionamiento en forma adecuada para obtener la patente respectiva. Esta patente le fue concedida a Bardeen y a Brattain por el transistor de punta de contacto, mientras que la patente del transistor de juntura, aparecido en 1951, le fue concedida a Shockley. Al respecto, E. Braun y S. Macdonald escriben: Es asombroso que Shockley hubiera formulado la teoría precisa del transistor de unión al menos dos años antes de que el dispositivo fuera producido.
Podemos tener una idea del comportamiento del transistor, podemos utilizar un circuito que utiliza una fuente de tensión continua, un indicador de corriente (miliamperímetro) y dos resistencias con sus respectivos interruptores. Estas resistencias se conectarán entre el colector y la base, mientras que la fuente se conectará entre colector y emisor.
Si ambos interruptores están abiertos, no habrá corriente de base y el indicador, ubicado a la salida de la fuente, indicará una corriente nula. Si cerramos un interruptor, habrá corriente de base y también de colector. Si cerramos el otro interruptor, simultáneamente con el primero, habrá más paso de corriente. De ahí que podamos decir que el transistor se comporta como si fuese una resistencia controlada por la corriente de base.
Shockley dio una definición elemental de lo que significa la amplificación: Si usted toma un fardo de heno y lo ata a la cola de una mula y a continuación le prende fuego, y compara luego la energía disipada a partir de entonces por la mula con la energía disipada antes por usted en frotar el fósforo, entenderá plenamente el concepto de amplificación. (Citado en “Los silicon boys” de David A. Kaplan).

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Televisión

Baird, John Logie


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Farnsworth, Philo T


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La palabra televisión significa “visión a lo lejos” y ha sido uno de los grandes logros de la inventiva humana. Muchos son los inventores y científicos que hicieron aportes para su realización. En el siglo XIX se idea un sistema mecánico en el cual dos cilindros, uno en el transmisor y otro en el receptor, giran a la misma velocidad. Una aguja tocaba una lámina metálica ubicada en el primer cilindro, donde estaba la imagen a transmitir, enviando una señal eléctrica que actuaba químicamente sobre un papel ubicado en el segundo cilindro.
Luego del método electroquímico aparece el fotoeléctrico, hasta que, finalmente, se establece una exploración, tanto en el transmisor como en el receptor, con un delgado haz de electrones. El tubo de rayos catódicos de Crookes fue perfeccionado por Ferdinand Braun. Los rayos catódicos eran electrones que chocaban contra una pantalla fluorescente emitiendo luz en el lugar de impacto. A partir de este dispositivo, el problema consistía en controlar, desde el transmisor, los movimientos que habrían de describir los electrones para reproducir la imagen original.
El explorador de imagen fue el iconoscopio de Vladimir Zworykin, mientras que los aportes de Philo Farnsworth ayudaron a establecer la televisión en blanco y negro.

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Los teóricos


Los progresos de la electrónica, durante el siglo XX, fueron establecidos, algunas veces, por experimentadores carentes de formación universitaria. Incluso se afirma que Edison no conocía la ley de Ohm, es decir, posiblemente nunca realizó cálculo alguno con ella, aunque intuitivamente conocía muy bien el comportamiento de los circuitos eléctricos. Luego aparecen los aportes de inventores con formación universitaria, como Braun, De Forest, Marconi, etc.
La electrónica contó también con el aporte de físicos y matemáticos quienes, sin saberlo, establecieron bases teóricas de gran generalidad. Así, George Boole, tratando de matematizar la lógica, inicia el “álgebra de Boole”, cuyas leyes no sólo describen los razonamientos del tipo verdadero-falso, sino también el comportamiento de los circuitos eléctricos con interruptores en serie y paralelo.
La electrónica digital nace verdaderamente en 1935, cuando Claude Shannon publica un artículo en el que describe la dualidad entre la lógica simbólica y el álgebra de los interruptores eléctricos, algo que no fue previsto por Boole, De Morgan, Schröder y otros creadores del álgebra de Boole.
El matemático y físico Jean B. Fourier, en un trabajo de investigación sobre la propagación del calor, establece el “análisis armónico”. Utilizando la serie de Fourier, puede considerarse toda señal periódica como la suma de componentes senoidales de distinta amplitud y frecuencia. Incluso un pulso único también admite un espectro característico de frecuencias componentes. Esto da origen al estudio de los circuitos mediante la respuesta en la frecuencia, ya que puede conocerse el comportamiento de un circuito a partir del conocimiento de la respuesta ante funciones senoidales. Fourier, en su época, ignoraba esta aplicación de su teoría matemática.
Oliver Heaviside establece el cálculo operacional. Asocia un operador D a la derivada matemática, mientras que a la integral le asocia el operador 1 / D. De esa forma logra reducir una ecuación diferencial lineal a una ecuación algebraica, de fácil resolución. Con el tiempo se le da el fundamento matemático correspondiente. Heaviside trabaja hasta los veinticuatro años de edad para dedicarse por completo a la investigación.
En la búsqueda de una respuesta característica única, que sirva para predecir el comportamiento de un circuito ante cualquier tipo de función excitadora, se utilizó la “función senoidal amortiguada exponencialmente”, que generaliza a la función constante, a la senoidal y a la exponencial. Ello conduce al concepto de frecuencia compleja y a la utilización de la “transformada de Laplace”, descubierta por el matemático, físico y astrónomo Pierre S. de Laplace. Al respecto, William H. Hayt y Jack E. Kemmerly escriben: El análisis de circuitos resistivos, el análisis de régimen permanente sinusoidal, el análisis transitorio, la respuesta forzada, la respuesta compleja y el análisis de circuitos excitados por funciones excitatrices exponenciales, y sinusoidales amortiguadas exponencialmente, se convertirán todos en casos especiales de las técnicas generales asociadas con el concepto de frecuencia compleja. (De “Análisis de circuitos en Ingeniería”).

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Circuitos integrados


Un circuito integrado es un dispositivo en el que las funciones de varios componentes discretos (transistores, diodos, resistencias, etc.) son fabricados en una pieza única de material semiconductor. Jack Kilby, de la Texas Instruments, había mostrado que en un mismo chip de semiconductor podían hacerse componentes separados, mientras que Robert Noyce, de la Fairchild, mostró unos meses más tarde el proceso por el cual estos componentes podían ser fácilmente conectados. Kilby recibe posteriormente el Premio Nobel de Física, en una época en que Noyce ya había fallecido, posiblemente por fumar excesivamente. Jack Kilby expresó: A diferencia del invento del transistor, éste era un invento con relativamente pocas implicaciones científicas. Ciertamente, en aquellos años, ahora y siempre, podrías decir que contribuía muy poco al pensamiento científico. (Citado en “Revolución en miniatura”).
Antes de la aparición de los circuitos integrados, existía una aplicación definida (radiorreceptor, televisor, por ejemplo) y la habilidad del diseñador consistía en hacer el mejor circuito que cumpliera con la aplicación previamente establecida. Cuando aparecen los circuitos integrados, la habilidad del diseñador radica en su capacidad para prever nuevas aplicaciones de circuitos previamente fabricados.

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Valle del Silicio


El Silicon Valley es una zona cercana a San Francisco, EEUU. Allí se instalan varias fábricas de componentes y de dispositivos electrónicos, bajo la influencia de la Universidad de Stanford, en donde se destaca la figura de Frederick Terman, quien fuera autor del exitoso libro “Ingeniería de Radio” y considerado como el “padre del Silicon Valley”.
Dos de sus alumnos, David Packard y William Hewlett, fundan la empresa Hewlett-Packard (luego de arrojar una moneda para determinar el orden de los apellidos).Hewlett expresó posteriormente: Nuestra idea original era aceptar lo que viniera, en términos de órdenes de trabajo. (Citado en “Los Silicon Boys”).
Una de las primeras realizaciones de HP fue el oscilador de audio Modelo 200 A, cuyo nombre daba la idea de que ya venían realizando trabajos anteriores. El éxito de la empresa se debió, entre otros factores, a la complementación entre las aptitudes de uno y otro socio fundador. Hewlett dijo respecto de Packard: El era el emprendedor y yo el que trabajaba.
William Shockley, al dejar los Laboratorios Bell, intenta establecer una fábrica de transistores. Entre sus empleados figuran Robert Noyce y Gordon Moore. Debido al trato poco amable y a su incapacidad empresarial, en el primer año no logran fabricar ni un solo transistor. Shockley tomaba exámenes psicológicos a sus futuros empleados, publicaba lo que ganaba cada uno y hasta utilizó un detector de mentiras cuando investigaba el origen de cierto incidente que ocurrió.
Un empresario que fabricaba artículos de aviación, Sherman Fairchild, crea una empresa que contrata a los ex-empleados de Shockley, quien los denomina desde entonces como “los ocho traidores”. Durante la década de los sesenta, varios se independizan, hasta que los dos últimos en irse, Noyce y Moore, fundan su propia empresa.
Esta vez no hubo tirada de moneda, porque podría haberse dado el orden “Moore-Noyce” que suena como “more noise” (más ruido), sino que a la empresa la designan como Intel, que deriva de Integrated Electronics. Comienzan fabricando memorias con semiconductores para ser utilizadas en computadoras.

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Microprocesador

Marcian E. Hoff


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Una de las metas que tienen los fabricantes de circuitos integrados, en la década de los sesenta, es construir con un solo chip una calculadora digital. En 1969, la empresa japonesa Busicom solicita a Intel la realización de un chip con esa característica. Asignan el trabajo de diseño a Marcian E. Hoff, quien introduce una innovación interesante.
En electrónica digital, un objetivo se logra mediante dos caminos posibles: realizando un circuito de cierta complejidad, con poca, o ninguna programación (mucho hardware, poco software), o bien realizando un circuito muy simple con bastante programación (poco hardware, mucho software). La idea de Hoff consistió en tomar en cuenta la segunda alternativa, haciendo un circuito secuencial programable, con funciones similares a las de una computadora.
El 15 de noviembre de 1971 aparece el primer microprocesador, el 4004, de Intel. En un comienzo se lo denominó “ordenador microprogramable de un chip”. En 1972 se lo comienza a denominar en la forma actual.
Entre los factores que favorecieron la aparición del microprocesador, aparecen (según E. Braun y S. Macdonald):
I) El éxito de la calculadora ya había llevado a la industria a tomar el camino de lo digital.
II) La tecnología MOS (Metal óxido semiconductor) había avanzado muchísimo, con densidades crecientes y bajo consumo de potencia. Este factor fue de importancia decisiva, pues sin la posibilidad de poder poner al menos 2.000 componentes en un chip, toda la idea del microprocesador hubiera sido absurda.
Amplificador operacional
Así como el circuito integrado posibilita el rápido desarrollo de la electrónica digital, también favorece el desarrollo de la electrónica lineal. La primera procesa información codificada mediante dos estados eléctricos posibles, mientras que la segunda lo hace con magnitudes eléctricas que aceptan un cambio continuo.
El amplificador operacional, que ya se había realizado con válvulas termoiónicas, es un amplificador de elevada ganancia. Si a este tipo de amplificador se lo realimenta negativamente, se observa que su ganancia depende enteramente del lazo de realimentación. Como este lazo se puede lograr con resistencias, se puede controlar la ganancia en un forma muy simple.
El nombre “operacional” deriva de su utilización en computadoras analógicas, siendo en la actualidad la célula básica de los circuitos lineales. Además, la computadora digital, mediante aproximaciones numéricas, permite realizar simulaciones de sistemas regidos por ecuaciones diferenciales lineales en forma más eficaz en que lo hacen las computadoras analógicas.

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Láser

Townes / Schawlow


Historia De La Electronica (Resumen)


Los trabajos teóricos de Albert Einstein, complementados por los de Paul Dirac, previeron la existencia de una tercera forma en que un átomo puede intercambiar energía luminosa.
a) Un átomo, al recibir energía, permite que un electrón cambie a una órbita superior. Al volver a su nivel original, emite un fotón (Emisión espontánea).
b) Un átomo puede recibir la energía de un fotón, por lo que éste desaparece (Absorción).
c) La tercera posibilidad implica que un fotón llega hasta un átomo previamente activado, induciéndolo a emitir un fotón, por lo que llega uno y salen dos de ellos (Emisión estimulada).
En la Enciclopedia Salvat de Ciencia y Técnica aparece: La emisión estimulada se produce cuando un átomo, en un estado excitado, es bombardeado con fotones de frecuencia exactamente igual que la del fotón que emitiría el átomo si cayera desde el estado excitado a un nivel de energía más bajo. Cuando esos fotones alcanzan el átomo, éste emite su propio fotón que naturalmente es idéntico al que lo ha alcanzado, y se produce la emisión estimulada. Además, los dos fotones viajan en la misma dirección y están totalmente en fase.
Cuando uno de esos dos fotones choca contra otro átomo excitado, se emite un tercer fotón. Esta reacción en cadena se produciría mientras haya átomos del tipo necesario en estado excitado, y emitirá mucha luz, toda de la misma frecuencia y fase.
La palabra “laser” proviene de “Light Amplification by Stimulated Emisión of Radiation”, es decir, “amplificación de luz por emisión estimulada de radiación”.

S a l u d o s