La electrónica

La electrónica es una rama de la ciencia y la técnica que se ocupa del estudio de los procedimientos y aplicaciones referidas al movimiento de las partículas cargadas, ya sea en el vacío, en el seno de los gases o en el interior de los sólidos. El nombre de electrónica se refiere al diseño y fabricación de componentes electrónicos así como al desarrollo de los circuitos necesarios para el funcionamiento de aparatos e instalaciones de este tipo. 

Desde el punto de vista de las aplicaciones prácticas, la electrónica está dividida en dos ramas principales: la electrónica de potencia y la electrónica de la información.

En la primera de ellas se emplean elementos semiconductores para altas tensiones y corrientes tales como las que pasan por los rectificadores. La electrónica de potencia tiene como función el transporte de energía, mientras que la electrónica de la información tiene como función el transporte de información, siendo ésta última la que nos interesa aquí.

Dicha electrónica puede ser de dos tipos, analógica o digital. En el primer caso, las corrientes y tensiones pueden adoptar todos los valores posibles dentro de un cierto rango, mientras que en la electrónica digital se trabaja sobre la base del sistema binario, es decir, sólo se consideran dos estados posibles. Ella es la que sirve de base para el funcionamiento de los circuitos lógicos así como para los sistemas físicos encargados de las operaciones de procesamiento de datos e información.

Los aparatos que convierten la información de la fuente primaria (energía sonora, luminosa, etc.) en corrientes eléctricas generan las llamadas señales eléctricas, tal y como sucede en el caso de un micrófono que es capaz de traducir el sonido en una corriente eléctrica (señal analógica) que a su vez puede transmitirse. Por el contrario, otros dispositivos permiten convertirla información primaria en impulsos (señal digital) cómo, por ejemplo, la unidad de introducción de datos de un ordenador, en el primer caso, la señal varia su voltaje de forma continua, reflejando con ello las variaciones de la fuente primaria y generando un registro que es una copia del original (señal analógica).

Las señales digitales, sin embargo, no son continuas sino que se basan en un par de niveles diferentes de voltaje. De este modo la grabación digital de la información (del sonido, por ejemplo) se verifica midiendo la amplitud de la onda sonora gran cantidad de veces por segundo y traduciendo cada medida al código binario en el registro que durante la posterior reproducción invierte el proceso y transforma las informaciones recibidas en dicho código en una señal analógica que puede ser interpretada por un dispositivo capaz de generar sonidos.

En el caso de los ordenadores, la señal se emplea de una forma diferente ya que el código binario (los dos niveles de voltaje) se emplea para representar las letras, números y símbolos con los que se introducen los datos en la instalación y se imparten las órdenes a la máquina.  El procesamiento electrónico de las señales eléctricas se realiza en la actualidad de dos modos distintos: mediante el empleo de si semiconductores (como, por ejemplo, transistores) o ir convirtiéndolas en haces de  partículas cargadas, como (sucede en el proceso mediante el cual se obtiene la imagen de televisión. de

En los dispositivos del primer tipo se emplean los semiconductores, sustancias cuya resistencia eléctrica tiene valores que se encuentran entre los de los conductores y los aisladores (el silicio o el germanio) a causa de unos pocos se electrones libres que pueden trasladarse de un átomo a otro. Se dota a los semiconductores de impurezas que se insertan en su estructura cristalina a fin de que varíen o mejoren sus propiedades.

Así, aquellos en los que se insertan impurezas que les otorgan un mayor número de electrones libres se denominan de tipo n (negativo), mientras que los que incluyen impurezas que hacen que no tengan electrones libres (agujeros) se dice que son de tipo p. La unión de un semiconductor del tipo n con uno del tipo p da lugar a un diodo p-n que actúa, al paso de la corriente, como un rectificador, por lo que se le emplea para obtener corriente continua a partir de la corriente eléctrica alterna de la red.

Los dispositivos de diodos semiconductores que actúan como amplificadores reciben el nombre de transistores, de los que existen dos tipos principales: los de unión y los de efecto de campo (FET)t Los primeros actúan esencialmente como amplificadores de la corriente, mientras que los segundos están muy extendidos debido a que el nivel de perturbación y el ruido que producen es menor que el que generan los transistores de unión.

Por otro lado están los haces  de partículas cargadas, generadas en el cátodo y proyectadas a gran velocidad  hacia el ánodo, ambos en el vacío, y que se utilizan, entre otras cosas, para la formación de la imagen en las pantallas, de los ordenadores , En estos tubos, dichos rayos son desviados por campos eléctricos y magnéticos creados por las bobinas  deflectoras, que desvían las partículas para que barran en fracciones de segundo la    totalidad de la pantalla. Cada uno de los barridos sucesivos genera una imagen algo diferente, permitiendo la formación de una serie rapidísima de imágenes que el ojo humano es capaz de retener y cuya sucesión crea la impresión de movimiento.

El proceso deformación de la lo imagen en color es el mismo, si bien aquí pueden existir uno o tres cañones que lanzan las partículas contra la pantalla. Éstas no son de dichos colores sino que únicamente producen luminiscencia del color correspondiente en la pantalla, de modo que se forman tres imágenes, una para cada color, creando una impresión cromática.

El funcionamiento de los ordenadores se basa en los circuitos formados por la combinación de componentes como las resistencias, los transistores (npn O pnp), los diodos, etc., que permiten, mediante el empleo de las señales 1 y 0, obtener los resultados deseados. Sin embargo, si deseamos conocer con mayor profundidad el funcionamiento de estos circuitos es necesario que comprendamos el de los componentes que los forman y las técnicas de fabricación que nos permiten obtenerlos y que han hecho que en poco tiempo se haya pasado de las enormes instalaciones basadas en las válvulas de vacío a los ordenadores de gran potencia y pequeñas dimensiones de que hoy disponemos.