Introducción a la electrónica

La electrónica se refiere a la rama de la ingeniería y física que se encarga de desarrollar y construir dispositivos, generalmente circuitos electrónicos, que dependen del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información. Esta información puede ser en forma de señales de voz (voz o música) en un receptor de radio, imágenes en una pantalla de televisión, o datos numéricos u otros en un ordenador o computadora.

Introducción

Los circuitos electrónicos proporcionan diversas funciones para procesar la información, entre las que se incluyen la amplificación de señales débiles a un nivel utilizable, la generación de ondas de radio, la extracción de información, como la recuperación de señales de sonido de ondas de radio mediante la demodulación, el control mediante la superposición de señales de sonido a ondas de radio mediante la modulación y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en las computadoras.

La electrónica tuvo sus orígenes en 1883, cuando Thomas Alba Edison, inventor de la lámpara incandescente, notó que las ampolletas de vidrio se oscurecían con el tiempo. En un intento por solucionar este problema, realizó varios experimentos, entre ellos, la colocación de una placa de metal frente al filamento.

Posteriormente, Edison encontró que, al conectar la placa al polo positivo de la batería, se producía una corriente eléctrica, a pesar de que no había contacto entre la placa y el filamento. Asimismo, al invertir la polaridad de la batería, no había flujo de corriente. Este fenómeno se denomina emisión termoiónica, o también conocido como efecto Edison, en honor al inventor que lo descubrió.

La electrónica moderna experimentó un rápido avance a principios del siglo XX con la introducción de los tubos de vacío. Gracias a estos dispositivos, se logró manipular las señales, algo que no era posible en los circuitos telegráficos y telefónicos antiguos ni en los primeros transmisores que utilizaban chispas de alta tensión para generar ondas de radio.

Es evidente que la electrónica y la electricidad están estrechamente relacionadas. Es sabido que la electricidad es necesaria para hacer funcionar cualquier dispositivo electrónico, ya que, sin ella, estos son inservibles. Por este motivo, la electrónica se considera una rama de la electricidad.

 

La Electrónica se puede definir como un ámbito de la ingeniería y la física que se enfoca en el diseño y desarrollo de dispositivos, particularmente circuitos electrónicos, cuyo rendimiento se basa en el flujo de electrones para la creación, transmisión, recepción, procesamiento y almacenamiento de información. 

Otra forma de definir la electrónica podría ser como la disciplina de la ingeniería que se centra en el uso de la electricidad en diversos componentes y dispositivos para crear, enviar y retener información, así como en otras aplicaciones. También se puede describir como la ciencia que examina y aprovecha la electricidad a través de dispositivos semiconductores y otros materiales.

Se puede notar que la electrónica está estrechamente vinculada con la electricidad, ya que todos sabemos que es esencial para hacer funcionar cualquier dispositivo electrónico. La electrónica es una subdivisión de la electricidad y, en última instancia, de la física, que se enfoca en la investigación de los fenómenos eléctricos. Es por eso que la electrónica se ocupa de la aplicación de los principios eléctricos y del diseño de dispositivos electrónicos, mientras que la física se enfoca en la teoría y las leyes que rigen los fenómenos eléctricos.

La electrónica no se limita solo al uso convencional de la electricidad, sino que aprovecha sus propiedades de una manera más específica. Los tubos de vacío o válvulas, que fueron desarrollados en los albores del siglo XX, permitieron la creación de los primeros sistemas electrónicos como amplificadores, osciladores y rectificadores. Gracias a estos avances, se originaron dispositivos como la radio y la televisión, que marcaron el inicio del consumo masivo de los aparatos electrónicos.

Antecedentes Históricos de la Electrónica

La rápida evolución de la tecnología de comunicación radial y las primeras computadoras fueron posibles gracias al desarrollo de una amplia gama de tubos diseñados para funciones especializadas. Este avance fue notable antes de la II Guerra Mundial y se aceleró durante y después de la guerra.

Hacia finales de los años 40, se produce un hito en la historia de la electrónica con la aparición de los transistores. Estos dispositivos semiconductores suponen una nueva etapa en la evolución de la electrónica, ya que ofrecen mayor durabilidad, eficiencia y tamaño reducido en comparación con las válvulas, que quedan prácticamente obsoletas con el advenimiento de los transistores. La utilización de semiconductores en la fabricación de dispositivos electrónicos, posibilita la creación de aparatos de menor tamaño, que consumen menos energía y funcionan de manera más eficiente.

En la actualidad, el transistor, creado en 1948, ha sustituido en gran medida al tubo de vacío en la mayoría de sus aplicaciones. El transistor consta de un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos, que le permiten llevar a cabo las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con una reducción en términos de costo, peso y consumo de energía, así como una mayor fiabilidad en su desempeño.

En la última parte de los años 50, surge una técnica que cambia radicalmente la electrónica: los circuitos integrados, lo que da lugar a la era de la microelectrónica. Los circuitos integrados posibilitan la creación de sistemas mucho más elaborados, al mismo tiempo que reducen el tamaño de los aparatos electrónicos y mejoran su durabilidad y confiabilidad.

La electrónica está intrínsecamente ligada a la electricidad y sin ésta, los dispositivos electrónicos no podrían funcionar. La electrónica es una rama de la electricidad y de la física, que estudia los fenómenos eléctricos y su aplicación en el diseño y desarrollo de dispositivos electrónicos. En la década de 1970, el desarrollo de la tecnología de semiconductores experimentó un gran avance gracias a la investigación intensiva motivada por la exploración espacial. Esto permitió el surgimiento de los circuitos integrados, que permitieron el desarrollo de sistemas aún más complejos y dispositivos electrónicos más pequeños, duraderos y confiables.

La aparición de los circuitos integrados ha tenido un impacto revolucionario en diversas áreas, como las comunicaciones, la gestión de información y la informática. Gracias a los circuitos integrados, se ha logrado disminuir el tamaño de los dispositivos electrónicos, lo que a su vez ha permitido una reducción significativa en los costos tanto de fabricación como de mantenimiento de los sistemas electrónicos.

Asimismo, los circuitos integrados proporcionan una mayor eficiencia en términos de velocidad y confiabilidad. Los sistemas electrónicos modernos como los relojes digitales, las computadoras portátiles y los videojuegos, utilizan microprocesadores para su funcionamiento. Además, se ha logrado una importante innovación con la digitalización de las señales de sonido, que consiste en codificar digitalmente la frecuencia y amplitud de una señal de sonido a través de técnicas de muestreo precisas. La música grabada en formato digital, como la que se encuentra en los CD, es notable por su alta fidelidad, que antes no era posible con los métodos de grabación directa.

La electrónica ha avanzado en el campo médico, desde la creación de la tomografía axial computerizada (TAC), hasta sistemas más sofisticados que permiten distinguir con mayor precisión los órganos internos del cuerpo humano. Además, se han diseñado dispositivos que permiten visualizar los vasos sanguíneos y el sistema respiratorio. Asimismo, la tecnología de alta definición ha prometido reemplazar varios procesos fotográficos al eliminar la necesidad del uso de plata.

En la actualidad, la investigación en informática está enfocada en mejorar la velocidad y capacidad de las computadoras. Esto se logra a través de la optimización de los circuitos integrados y la implementación de componentes de conmutación más rápidos. La tecnología ha avanzado tanto que ahora es posible construir circuitos integrados a gran escala con millones de componentes en un solo chip. Además, se están desarrollando sistemas de cómputo basados en circuitos superconductores que utilizan las uniones de Josephson y trabajan a temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que les permite alcanzar altas velocidades.