electronica servicio

Upload: daniel-benitez

Post on 03-Jun-2018

344 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    1/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    2/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    3/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    4/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    5/84

    CONTENIDOwww.centrojapones.com.mx

    Fundador

    Profr. Francisco Orozco Gonzlez

    Direccin editorial

    Lic. Felipe Orozco Cuautle

    ([email protected])

    Direccin tcnica

    Profr. J. Luis Orozco Cuautle

    ([email protected])

    Administracin

    Lic. Javier Orozco Cuautle

    ([email protected])

    Relaciones internacionales

    Atsuo Kitaura Kato

    ([email protected])

    Staff de asesora editorial

    Ing. Leopoldo Parra Reynada

    ([email protected])

    Profr. Francisco Orozco Cuautle

    ([email protected])

    Profr. J. Luis Orozco Cuautle

    Editores asociados

    Lic. Eduardo Mondragn Muoz

    Juana Vega Parra

    Colaboradores en este nmero

    Profr. Armando Mata Domnguez

    Ing. Leopoldo Parra Reynada

    Ing. Oscar Montoya Figueroa

    Profr. Alvaro Vzquez Almazn

    Ing. Calos Garca Quiroz

    Diseo grfico y pre-prensa digital

    D.C.G. Norma C. Sandoval Rivero

    ([email protected])

    D.G.Carolina Camacho CamachoD.G. Ana Gabriela Rodrguez

    Gabriel Rivero Montes de Oca

    Apoyo fotogrfico

    Rafael Morales Orozco

    Publicidad y ventas

    Cristina Godefroy T. y Rafael Morales M.

    Suscripciones

    Ma. de los Angeles Orozco Cuautle

    ([email protected])

    Isabel Orozco Cuautle ([email protected])

    Electrnica y Servicio, Octubre de 1999, Revista Mensual. Edi-

    tor Responsable: Felipe Orozco Cuautle. Nmero Certificado

    de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derechos deAutor 04-1999-041417392100-102. Nmero de Certificado de

    Licitud de Ttulo: 10717. Nmero de Certificado de Licitud en

    Contenido: 8676. Domicilio de la Publicacin: Norte 2 #4, Col.

    Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de Mxico. Im-

    presin: Impresos Publicitarios Mogue/Jos Luis Guerra Sols,

    Va Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec, Estado

    de Mxico. Distribucin: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V.

    Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, Mxico, D.F.

    y Centro Japons de Informacin Electrnica, S.A. de C.V. Nor-

    te 2 # 4, col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de

    Mxico.

    Suscripcin anual $420.00 ($35.00 ejemplares atrasados)

    para toda la Repblica Mexicana, por correo de segunda

    clase (70.00 Dlls. para el extranjero).

    Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los

    artculos, son propiedad de sus respectivas compaas.

    Estrictamente prohibida la reproduccin total o parcial por

    cualquier medio, sea mecnico o electrnico.

    El contenido tcnico es responsabilidad de los autores.

    No.20, Noviembre de 1999

    Ciencia y novedades tecnolgicas.................7

    Perfil tecnolgico

    Del baco a las computadoras personales

    (Tercera y ltima parte)............................... 14

    Leopoldo Parra Reynada

    Leyes, dispositivos y circuitos

    Fundamentos de los semiconductores..... 23

    Oscar Montoya Figueroa

    Qu es y cmo funciona

    La operacin del DVD..................................33

    Armando Mata Domnguez

    Servicio tcnico

    El mecanismo "S" en las

    videograbadoras Tri-logic........................... 42

    Jos Luis Orozco Cuautle

    Puesta a tiempo del mecanismo tipo "O"

    de videocmaras de 8mm........................... 49

    Armando Mata Domnguez

    Reproduccin de la seal de croma envideograbadoras Sony................................ 58

    Carlos Garca Quiroz

    La unidad de casete del equipo de

    audio Sony TC-H1600.................................. 62

    Alvaro Vzquez Almazn

    Electrnica y computacin

    Instalacin de un kit de

    videoconferencia......................................... 68Leopoldo Parra Reynada

    Proyectos y laboratorio

    Construccin de un variac

    electrnico (Dimmer)...................................75

    Leopoldo Parra Reynada

    Diagrama

    Reproductor de DVD Sharp,modelos DV-600U y DV-650U

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    6/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    7/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    8/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    9/84

    7ELECTRONICA y servicio

    CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

    CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

    CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

    CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

    Seguridad ante todo: nuevos mtodosde reconocimiento electrnico

    El tema de la seguridad se ha vuelto muy impor-

    tante -o mejor dicho, preocupante- en los lti-

    mos aos; y no nos referimos propiamente a los

    problemas que pueden ocurrir durante una no-

    che de paseo, o cuando se deja estacionado el

    automvil cerca de alguna colonia de las llama-

    das "conflictivas"; ms bien, estamos hablandode la posibilidad de que alguien ajeno a su em-

    presa tenga acceso a la informacin que tanto

    trabajo le ha costado reunir (proveedores, clien-

    tes, nmina, procesos de fabricacin, etc.). En

    ocasiones, existe el riesgo de que toda ella sea

    pirateada a travs de una conexin externa (tal

    vez a travs de internet) o simplemente si es que

    sufre la prdida o robo de su equipo de cmpu-

    to, con el riesgo de que sea entregado a una com-

    paa rival.

    Este problema es especialmente delicado para

    quienes en una computadora porttil planean y

    realizan sus negocios; puesto que constantemen-

    te la llevan de un lugar a otro, es mayor el riesgo

    de perderla por descuido o por robo; la infor-

    macin de suma importancia y confidencialidadque contenga en su disco duro, podra ser en-

    tonces "aprovechada" de algn modo por quien

    se la haya quedado. Durante mucho tiempo, esta

    situacin se ha tratado de solucionar mediante

    el uso de contraseas de entrada o mtodos si-

    milares; pero no deja de ser un sistema insegu-

    Lmpara

    Prisma Lente

    Fibra ptica Cmara CMOS

    CCD

    Electrnica

    de tratamiento

    Seal video

    estndar

    Capturador

    de cuadro

    Imagen

    digital

    Captacin ptica de las huellas Figura 1

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    10/84

    8 ELECTRONICA y servi cio

    ro, si tomamos en cuenta que ese alguien tam-

    bin puede llegar a obtener la clave de acceso anuestra informacin.

    En la actualidad, parece presentarse una op-

    cin para solucionar este problema; y todo, gra-

    cias a ciertos adelantos tecnolgicos en el cam-

    po del reconocimiento de parmetros particulares

    del usuario; especficamente, de su huella

    dactilar.

    Como usted sabe, en el mundo no existen dos

    personas que tengan las mismas huellas

    digitales. A decir verdad, este mtodo ya ha sidoampliamente aprovechado por diversas agencias

    policiacas para facilitar la labor de identificacin

    de una persona; por lo tanto, si hubiese un m-

    todo que durante el arranque del sistema ras-

    treara la huella digital del usuario y comproba-

    ra que no es la correcta, hara que la mquina se

    bloqueara; esto se podra utilizar como una for-

    ma casi infalible de proteger la informacin vi-

    tal de una empresa.

    Desgraciadamente, los mtodos tradicionalespara efectuar este rastreo involucran dispositi-

    vos pticos. Esto implica la presencia de una

    lmpara de luz, un cristal reflejante, unas lentes

    de enfoque, un dispositivo CCD y finalmente

    circuitera de apoyo que convierta la seal reco-

    gida en el CCD en un patrn reconocible por la

    computadora (figura 1). El resultado consiste en

    Figura 2

    Superficie del dedo

    Sensor

    Electrodo de titanio

    conectado a la tierra

    Capa de proteccin

    Polmeropiroelctrico

    Electrodo de titanio,

    uno por pixel

    Figura 3

    Integracin en un solo chip

    Sensor

    CMOS

    Convertidor

    analgico-digital

    Imagen

    digital

    Captacin silicio de huellasFigura 4

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    11/84

    9ELECTRONICA y servicio

    aparatos muy pesados y voluminosos, y poco

    prcticos. Por fortuna, la tecnologa electrnica

    ha permitido que se empiecen a hacer pruebas

    con chips de contacto que rastrean de forma

    directa una huella digital.

    El dispositivo sensor de huellas digitales es

    algo as como un apretado panal de transistores

    en tecnologa CMOS (figura 2), de modo tal queforman una cuadrcula muy fina sobre la que el

    usuario puede colocar la yema de su dedo; el

    aprovechamiento de la minscula capacitancia

    que se origina con las ondulaciones de la huella

    dactilar (figura 3), hace posible obtener un pa-

    trn bastante fiel de la huella del usuario. Esta

    huella se digitaliza y se compara con el patrn

    autorizado (figura 4); si ambos coinciden, se pro-

    sigue con el arranque del sistema; pero cuando

    se detectan diferencias significativas, se solicitaal usuario que vuelva a hacer el rastreo; si suce-

    de lo mismo, el sistema se bloquea y ya no pue-

    de arrancar. As se logra que slo el dueo del

    equipo (cuya huella est autorizada) pueda te-

    ner acceso a la informacin.

    La ventaja de este mtodo es que el dispositi-

    vo captor es muy pequeo, puede transportarse

    fcilmente y es ms rgido y resistente que los

    medios pticos; por eso es ideal para quienes

    viajan constantemente por negocios, estudios oinvestigacin.

    Con este tipo de protecciones, usted ya no

    tendr que preocuparse de que su informacin

    pueda ser plagiada.

    Las micro-mquinas ya estn aqu

    Aunque este ttulo podra parecer publicidad

    de ciertos juguetes de marca popular, en reali-dad hace alusin a minsculos dispositivos que

    pueden efectuar movimientos sencillos y que

    prometen revolucionar por completo la forma en

    que el ser humano interacta con el mundo; el

    tamao de algunos de ellos, es apenas como el

    de una clula humana.

    La simple suposicin de que haya mecanis-

    mos de tamao microscpico, contrasta con

    nuestros conceptos tradicionales; de acuerdo con

    stos, una mquina debe poseer engranes, po-

    leas, palancas, ruedas, etc., para realmente ser

    considerada como tal; no obstante, podemos

    decir que una mquina es todo aquel sistema

    que realiza algn movimiento con el propsito

    de solucionar determinado problema. Desde este

    punto de vista, un microprocesador no sera una

    mquina a pesar de su podero y complejidad;

    en cambio, una palanca s lo sera.

    Pero Es posible construir elementos mviles

    de tamao microscpico? Como respuesta, sim-plemente recuerde el DLP o Digital Li gh t Processor

    de Texas Instruments (figura 5); ya hablamos

    acerca de l, en el nmero 6 de esta revista. La

    superficie de este dispositivo est formada por

    diminutos espejos cuyo tamao es parecido al

    de una clula (figura 6); para controlar la canti-

    dad de luz que reflejarn stos, cada uno tiene

    un pivote que le permite girar en un ngulo

    determinado; as que cuando se desee reflejar la

    luz, el pivote girar; cuando no se quiera reflejarla luz, el pivote quedar inmvil. A final de cuen-

    tas, se dispone entonces de numerosos micro-

    espejos que se mueven a gran velocidad; y por

    el simple hecho de que ocurre un desplazamiento

    fsico, puede afirmarse que el DLP es en reali-

    dad una micro-mquina.

    Tambin existen otros tipos de dispositivos

    miniatura mviles, por ejemplo, en los autom-

    viles modernos que usan bolsa de proteccin en

    caso de choque; es probable que un chip de sili-

    Figura 5

    Estructura bsica deun micro-espejo

    dentro de unDMD

    Espejo

    Punto detorsin

    YugoTope

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    12/84

    10 ELECTRONICA y servi cio

    cio, que cuenta con partes mviles (o sea, una

    micro-mquina), sea utilizado como el sistema

    sensor que indica al control de la bolsa, en caso

    de una sacudida brusca, si sta debe salir dispa-

    rada o no.

    La compaa Analog Devices (legendaria por

    las innovaciones que ha desarrollado en muy

    diversos campos) produce masivamente estos

    chips que, vistos mediante microscopio, parecen

    un peine doble con los dientes encontrados (fi-

    gura 7). En condiciones estticas o cuando su-

    fren alguna aceleracin moderada, estos dien-

    tes permanecen separados; mas dicha estructu-

    ra no es fija, sino que posee movimiento; de ah

    que si al conjunto se le aplica una aceleracin

    considerable (como la que ocurre cuando el au-

    tomovilista sufre un choque), los dientes llegan

    a entrar en contacto y, por ende, se dispara elmecanismo de la bolsa de aire protectora.

    Las enormes ventajas que tienen estos dis-positivos en comparacin con opciones seme-

    jantes convencionales, son su bajo costo (mien-

    tras que por ejemplo los sensores de presin

    utilizados antiguamente llegaban a costar ms

    de 50 dlares, un sensor miniatura actual cues-

    ta menos de 10 dlares) y su tamao reducido

    (miden menos de 1mm cuadrado); adems, para

    producirlos masivamente (millones de unidades)

    pueden emplearse las mismas plantas de fabri-

    cacin de semiconductores.

    Figura 6

    Resorte Peine fijo

    Peinemvil

    Contacto Contacto

    La estructura del acelermetro de "Analog Devices" puede

    miniaturizarse a tal grado, que queda ms pequea que

    el punto mostrado.

    Figura 7

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    13/84

    11ELECTRONICA y servicio

    Estos son slo dos ejemplos de micro-mqui-

    nas que ya estn explotndose comercialmente.

    En los laboratorios de diseo se est experimen-tando con aplicaciones que van desde cribas

    miniatura que slo dejan pasar molculas de

    cierto tamao, hasta turbinas propulsoras cuyas

    dimensiones son como las de un dedal o gene-

    radores elctricos pequesimos que sustituirn

    a las tradicionales bateras secas (figura 8). En

    tanto todo esto no sea realidad, seguiremos pen-

    sando que el desarrollo de las micro-mquinas

    se encuentra aun en sus inicios; pero la prome-

    sa de que influirn en nuestras vidas, casi tantocomo lo ha hecho la electrnica tradicional,

    merece que estemos a la expectativa.

    Tome fotos digitales fcilmente,con la cmara Sony Mavica

    Las cmaras digitales estn revolucionando la

    forma en que los profesionales del diseo (e in-

    cluso los usuarios en general) toman, almace-nan y manejan sus fotografas. De acuerdo con

    el mtodo tradicional (que ya tiene ms de 100

    aos), el usuario puede fotografiar lo que desee

    mientras no se agote el rollo de pelcula; y cuan-

    do por fin esto sucede, tiene que mandarlo a un

    proceso de revelado que puede durar horas o

    minutos. Y si bien desde hace muchos aos ya

    existen las cmaras instantneas, la calidad de

    las fotografas obtenidas con ellas dejan mucho

    que desear (adems de que su vida til suele ser

    Figura 8

    ms corta que la de las fotografas provenientes

    de cmaras convencionales).

    En todo caso, ambos tipos de fotografa pre-sentan un gran inconveniente cuando se les

    quiere utilizar en alguna edicin formada por

    computadora: para digitalizar la imagen y

    poderla utilizar en el programa de edicin que

    se est empleando, es necesario ejecutar un pro-

    ceso de rastreo con escner. Quienes alguna vez

    han hecho esto, saben de la gran cantidad de

    parmetros que hay que cuidar para que la

    digitalizacin quede correcta.

    Pero las cmaras digitales prcticamente haneliminado este problema, porque con ellas se

    registran las imgenes y de manera directa e in-

    mediata stas son almacenadas en un formato

    digital; de tal suerte, slo resta trasladarlas a la

    PC para su posterior aprovechamiento o su sim-

    ple contemplacin. Cabe aclarar que la mayora

    de las cmaras digitales comerciales utilizan una

    memoria interna para el almacenamiento de las

    imgenes fotografiadas; para transportar stas

    a la computadora, es preciso emplear un cableespecial y un programa de comunicacin entre

    sistema y cmara. Esto las hace poco apropia-

    das, si -por ejemplo- se desea visualizar una fo-

    tografa en una computadora que no cuente con

    el cable ni con el programa en cuestin. Cmo

    solucionar este problema? Sony ofrece una al-

    ternativa bastante ingeniosa: el almacenamien-

    to de las imgenes en un disquete de 3.5 pulga-

    das estndar (figura 9). Justamente, su lnea

    Mavica est formada por diversas cmaras para

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    14/84

    diferentes gustos y necesidades; hay modelos

    bsicos que trabajan con el principio de apun-

    tar y disparar (aptas para el pblico en general,que lo que realmente desea es conservar im-

    genes memorables) y modelos dotados con len-

    tes zoom y controles semejantes a los de una

    cmara profesional de 35mm (pero con la dife-

    rencia, por supuesto, de que emplean el disque-

    te como medio de almacenamiento de las im-

    genes). De esta manera, en principio usted slo

    tiene que capturar las imgenes con su cmara,

    y extraer de sta el disquete para introducirlo en

    Figura 9

    Figura 10

    cualquier computadora; luego utilizando cual-

    quier programa grfico capaz de visualizar im-

    genes en formato JPEG listo! las imgenes apa-

    recern entonces en la pantalla de la PC sin el

    menor problema. (Recuerde que gracias al for-

    mato JPEG, las imgenes pueden visualizarse

    tambin en una MAC, una Amiga o cualquier otro

    tipo de computadora).Con soluciones como esta, la fotografa digital

    dejar de ser un problema de estndares y se

    convertir en un simple juego de nios.

    El pasado 3 de octubre del presente ao, en la ciudad de Tokyo, J apn falleci a la edad de 78 aos el

    seor Akio Morita, fundador y presidente honorario de la compaa Sony Corporation.

    Nacido en la ciudad de Nagoya en 1921 y egresado de la Universidad de Osaka, Morita conoci durante la

    guerra del Pacfico, en 1944, a Masura Ibuka.En 1946, juntos fundaron la compaa Tokyo Tsunshin Kogyo KK (Tokyo Telecommunications Engineering

    Corporation) con tan slo 20 empleados. Durante su sociedad, Ibuka se dedic al desarrollo del rea

    electrnica, mientras que Morita diriga el rea de expansin, mercadotecnia, finanzas y relaciones humanas.

    En 1958, Akio Morita avizora el hecho de que algn da la empresa podra ampliar su cobertura hacia el rea

    electrnica, y decide cambiar el nombre de la compaa por el de Sony.

    Durante su direccin, Morita lanza a la venta la primera radio de transistores, en 1955; el primer televisor

    porttil en blanco y negro totalmente transistorizado, en 1960; y el primer reproductor de video casero

    (VTR), en 1965. En 1960, establece en los Estados Unidos la Sony Corporation of America, con lo cual se

    inicia su expansin por Amrica Latina.

    Muchos de los productos que han sido lanzados al mercado por Sony Corporation son el resultado de las

    ideas innovadoras y creativas de Morita; stas dieron paso al nacimiento de un nuevo estilo de vida,

    ejemplificada claramente con el uso del walkman, el televisor Trinitron, las videocaseteras, el MiniDisc y elPlaystation, por mencionar slo algunos.

    Masura Ibuka y AKIO

    MORITA(1946)

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    15/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    16/84

    14 ELECTRONICA y servi cio

    DEL ABACO A LASCOMPUTADORAS

    PERSONALES

    (Tercera y ltima parte)

    DEL ABACO A LASCOMPUTADORAS

    PERSONALES

    (Tercera y ltima parte)

    Leopo ldo Par ra Reynada

    Con c lu i rem os aho ra la ser i e de t res

    ar tcul os sob re l a evolu cin d e los

    d ispos i t i vos de pro cesam iento d e

    da tos, que in i c i am os en e l nm ero

    18 . Ahor a no s en focarem os a los

    estn dar es de com pu tad or as

    persona les qu e se desar r o l la r on

    desde e l su rg im ien to d e la PC de

    IBM , p l ata fo rm a que de hecho v i no a

    revo l uc i ona r po r comp leto nu est r a

    concepc in de lo s procesos de

    t raba jo y de com un icacin .

    Vers qu e en No rt eamr ica po drs com pr aru n a c om p u t a d o r a PC o u n a d e l a s n u e v a s

    M acintosh p or m enos de 4,000 dlares

    Tom Clancy La caza al Octubre Rojo

    Aparicin del estndar PC

    El panorama en el mundo de la computacin a

    finales de los aos 70 y principios de los 80, es-

    taba formado por dos ramas completamente se-paradas: por un lado se tenan las grandes com-

    putadoras empresariales (campo dominado

    ampliamente por IBM), y por otro las microcom-

    putadoras impulsadas por microprocesadores

    genricos y que costaban unos pocos miles de

    dlares (campo dominado a su vez por Apple

    Computer con su modelo Apple-II, figura 1).

    Ante esa situacin, y viendo que un segmen-

    to importante del mercado se les estaba esca-

    pando de las manos, IBM decidi entrar al mun-

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    17/84

    15ELECTRONICA y servicio

    do de las computadoras pequeas; para ello cre

    una divisin especial en Florida, formada por

    ingenieros y diseadores que tenan como ni-

    ca tarea el desarrollo de un sistema computa-

    cional econmico, pero al mismo tiempo lo su-

    ficientemente poderoso para satisfacer lasnecesidades de empresas pequeas y medianas.

    Fruto de este esfuerzo, fue la presentacin, en

    1981, de la primera computadora del estndar

    PC (siglas en ingls de computadora personal),

    la cual a la larga revolucionara por completo el

    mundo de la informtica.

    La IBM PC original se dise teniendo en

    mente una aplicacin ms enfocada hacia el tra-

    bajo que hacia el hogar (figura 2), al tiempo que

    aprovechaba tecnologas ya existentes paramantener bajos los costos y permitir as la rpi-

    da expansin de la plataforma; por tal motivo,

    IBM decidi prescindir de una gran cantidad de

    elementos con tecnologa propietaria, sustitu-

    yndolos por componentes genricos que prc-

    ticamente cualquier empresa poda adquirir en

    el mercado electrnico. Asimismo, esta empre-

    sa estableci un amplio programa de licencias a

    terceros; en trminos prcticos, esto significaba

    que cualquier persona poda producir una com-

    putadora similar pagando por ello slo una pe-quea regala a IBM.

    Dicho planteamiento de apertura, fue uno de

    los pilares que permiti la rpida aceptacin y

    popularidad de las computadoras PC. Y esta si-

    tuacin se mantiene hasta hoy, pues se calcula

    que aproximadamente el 85% de las computa-

    doras que se venden en el mundo son de dicho

    estndar.

    La PC original estaba impulsada por un mi-

    croprocesador 8088 de Intel (figura 3A), que esuna variante de su procesador 8086 de 16 bits.

    La razn que impuls a IBM a emplear el 8088

    en vez del 8086, es muy sencilla: a finales de los

    aos 70, cuando la PC estaba an en la mesa de

    diseo, los microprocesadores ms populares en

    el mundo eran el MC6800 de Motorola, el 8080

    de Intel y sobre todo el Z-80 de Zilog, todos

    ellos dispositivos que manejaban palabras de 8

    bits; y aunque tambin en aquella poca Intel

    present su 8086 (que ya manejaba palabras de16 bits), la mayora de los chipsde memoria, de

    manejo de seales, de intercambio de informa-

    cin, etc., que se tenan disponibles en el mer-

    Figura 1

    Figura 2

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    18/84

    16 ELECTRONICA y servi cio

    cado, eran elementos de 8 bits; entonces, si IBM

    hubiera querido emplear el 8086 como ncleo

    central de su sistema, prcticamente habra te-

    nido que disear y construir toda la circuiterade apoyo al microprocesador (lo que hubiera re-

    trasado el lanzamiento e incrementado el pre-

    cio del producto final).

    Al emplear el 8088, que si bien es un micro-

    procesador de 16 bits segua manejando sus co-

    municaciones externas a 8 bits, IBM pudo apro-

    vechar todos los circuitos de manejo de seal ya

    existentes para microprocesadores de 8 bits; de

    este modo pudo acelerar entonces el desarrollo

    del sistema, as como abaratar considerablemen-te los costos de su fabricacin (figura 3B). El 8088

    poda manejar un mximo de 1MB de RAM, aun-

    que, por motivos inciertos, IBM decidi limitar a

    tan slo 640 KB la cantidad de memoria dispo-

    nible para el manejo del sistema, magnitud que

    ahora nos parece ridcula, pero que a principios

    de los 80 era impresionante (figura 3C).

    Tambin para reducir costos y mantener cierta

    compatibilidad, los diseadores de IBM decidie-

    ron que gran parte de la arquitectura de comu-

    nicaciones de este sistema estuviese basada en

    uno de sus propios modelos anteriores: la com-

    putadora DataMaster de 8 bits, que haba tenido

    amplia aceptacin entre las pequeas empresas.Precisamente pensando en dichos clientes, los

    ingenieros de IBM decidieron incorporar en la

    PC el mismo tipo de conector para tarjetas

    perifricas (que a la larga sera conocido como

    Slot ISA-8).

    Como justificacin de tal movimiento, se con-

    sider que muchos de los propietarios de

    DataMaster haban gastado fuertes sumas para

    comprar o disear tarjetas perifricas que hicie-

    ran trabajos especficos en sus sistemas; as queestos usuarios podan ser convencidos de adqui-

    rir una nueva PC, toda vez que era posible se-

    guir usando las mismas tarjetas prcticamente

    sin excepcin. Y a pesar de que en principio este

    movimiento tuvo el objetivo de proteger un mer-

    cado ya cautivo, el concepto de las ranuras de

    expansin donde se podan conectar elemen-

    tos externos ha sido, indudablemente, uno de

    los pilares de la gran popularidad de la platafor-

    ma PC hasta nuestros das.

    Figura 3

    C Bancos de memoria RAM tpicos de una PC-XTD Unidad de disquete de

    5 1/4 pulgadas

    B Una parte de los circuitos del chipsetA Microprocesador 8088

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    19/84

    17ELECTRONICA y servicio

    El diseo de la PC se complementaba con una

    o dos unidades de disquete como medio de al-

    macenamiento principal (cada disquete poda

    guardar hasta 360KB de datos, figura 3D), un mo-

    nitor monocromtico tipo TTL (que slo poda

    expedir letras, nmeros o smbolos sencillos del

    estndar ASCII), un teclado de poco ms de 80

    teclas, una impresora (opcional para imprimir lostrabajos en papel) y, si se dispona de mucho di-

    nero, un disco duro de 10 MB de capacidad (can-

    tidad irrisoria para nuestros das, pero que en

    aquella poca equivala a ms de 25 disquetes

    de 360 KB llenos, figura 4).

    Como sistema operativo se eligi el MS-DOS

    de Microsoft (en aquel entonces, una pequea

    compaa que prcticamente lo nico interesan-

    te que haba producido era una popular versin

    del lenguaje de programacin Basic). Gracias al

    apoyo de IBM y a la presin ejercida por esta

    compaa ante ciertos fabricantes de software,

    casi desde la presentacin de este sistema ope-

    rativo aparecieron algunas aplicaciones que aho-

    ra son legendarias; tal es el caso de losprocesadores de texto WordStar y WordPerfect,

    la hoja de clculo Lotus 1-2-3 y la base de datos

    dBase. Con estas herramientas, una empresa pe-

    quea o mediana con capacidad de invertir al-

    rededor de 4,000 dlares para una configuracin

    bsica, ya poda hacerse de una computadora

    que apoyara a sus departamentos de contabili-

    dad, inventarios o para actividades secretariales.

    La IBM PC-XT tuvo tal xito entre el pblico

    en general, que no tardaron en aparecer las co-

    pias o clones; estamos hablando de mquinas

    que se comportan exactamente igual que unaIBM PC, pero que por ser ajenas a esta compa-

    a tienen un menor precio. Una de las marcas

    pioneras en el campo de los clones, es Compaq;

    y hasta la fecha, sigue siendo la principal ven-

    dedora de computadoras en todo el mundo (fi-

    gura 5).

    Otras plataformas de cmputo:parece Macintosh

    La PC-XT y clones se vendieron masivamente

    durante toda la primera mitad de la dcada de

    los 80, casi sin tener ningn tipo de competen-

    cia que pudiera arrebatarles porciones signifi-

    cativas del mercado. Sin embargo, esta situacin

    no poda durar indefinidamente; a mediados de

    la dcada de los 80 surgieron dos mquinas

    tambin enfocadas al usuario pequeo y media-

    no que habran de revolucionar la interaccin

    hombre/ mquina; nos referimos, obviamente, ala Apple Macintosh y a la Commodore Amiga.

    Cuando Apple se percat de que estaba per-

    diendo un gran porcentaje del mercado que ya

    haba ganado con su modelo Apple-II, decidi

    reinventar la computadora personal y poner

    mucha atencin en un aspecto que otros fabri-

    cantes haban descuidado: la forma de estable-

    cer comunicacin entre el usuario y el sistema.

    Para ello, se inspir en la primera interfaz grfi-

    ca de usuario desarrollada por los diseadores

    Figura 4

    Figura 5

    Computadora

    Compaq, clon

    de la IBM-PC

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    20/84

    18 ELECTRONICA y servi cio

    del Centro de Desarrollo de Palo Alto de Xerox

    (el legendario Xerox-PARC); entonces traslada-

    ron este concepto a una pequea computadora

    experimental denominada Lisa, la cual fue un

    completo fracaso comercial debido a su alto pre-

    cio (aproximadamente 10,000 dlares); no obs-

    tante, dado que demostr la viabilidad de esta

    propuesta, se considera que Lisa fue apenas un

    escaln que llev al desarrollo de la que sera la

    computadora ms revolucionaria en su momen-to: la Apple Macintosh, presentada al mundo en

    1984 (figura 6).

    La Apple Macintosh empleaba como ncleo

    central un microprocesador MC68000 de

    Motorola (figura 7); desde un principio emplea-

    ba una interfaz grfica de usuario, e introdujo al

    mundo de las computadoras personales un dis-

    positivo nuevo: el ratn (tambin desarrollado por

    Xerox-PARC); con esto, la comunicacin entre el

    usuario y la mquina se hizo ms fluida y sencilla

    (las personas ya no tenan que aprender una gran

    cantidad de comandos, para dar rdenes a susistema); adems, el hecho de contar con una

    pantalla capaz de expedir grficos y no slo le-

    tras y nmeros, impuls a la Macintosh a un ni-

    cho de mercado que hasta la fecha mantiene: la

    autoedicin y las aplicaciones grficas avanza-

    das (programas ahora populares en el mundo de

    la PC como PageMaker o PhotoShop, nacie-

    ron originalmente en ambiente Macintosh).

    Desafortunadamente para el desarrollo de la

    plataforma, los directivos de Apple decidieronmantener a la Macintosh como una tecnologa

    propietaria, de modo que ninguna empresa ex-

    terna poda copiar su diseo sin meterse en se-

    rias dificultades legales; esto condujo a la falta

    de competencia, a precios altos y a poca difu-

    sin de la plataforma.

    En sus mejores pocas, Macintosh logr aca-

    parar alrededor del 15% del mercado mundial de

    computadoras; pero en la actualidad este por-

    centaje ha descendido aproximadamente 8-10%;

    Figura 6

    Figura 7

    La familia 680x0 de Motorola se utiliz en muy diversas

    aplicaciones, y no slo en Macintosh y Amiga.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    21/84

    19ELECTRONICA y servicio

    y no ha cado ms, gracias al enorme impulso

    que signific la nueva creacin de Steve Jobs: la

    iMac (figura 8).

    Actualmente la plataforma Macintosh sigue

    teniendo un pblico fiel en el mundo de la au-

    toedicin, el diseo grfico, el retoque fotogr-

    fico, etc.; en tanto, la iMac ha logrado captar la

    atencin del pblico que por primera vez va a

    comprar una computadora y que por ello desea

    le resulte fcil manejarla y no le genere proble-

    mas de configuracin.Tambin hace menos de diez aos, las Macin-

    tosh abandonaron los microprocesadores de la

    serie 68K de Motorola para usar el PowerPC (fi-

    gura 9), desarrollado conjuntamente por Apple,

    IBM y Motorola; con esto, la plataforma ha reci-

    bido un gran impulso en cuanto a potencia de

    cmputo (lo cual, de cualquier forma, no le ha

    servido para terminar con el amplio dominio que

    en porcentaje de ventas mantiene la plataforma

    PC).

    La Commodore Amiga

    El caso de la plataforma Amiga de Commodore

    es completamente distinto. Esta mquina, quetambin estaba impulsada por un MC68000 de

    Motorola (y microprocesadores posteriores), fue

    una de las primeras en presentar una interfaz

    grfica de usuario (figura 10) y en abordar el con-

    cepto multimedia (las computadoras Amiga

    podan conectarse al televisor, tenan salida para

    bocinas externas, su pantalla poda manejar

    mltiples resoluciones y diferentes profundida-

    des de color al mismo tiempo!); por esta razn,

    desde su lanzamiento tuvieron aceptacin inme-diata entre un segmento muy especializado del

    pblico informtico (la mayora de los juegos con

    alto contenido grfico que circulaban en el mun-

    do a finales de los aos 80 y principios de los 90,

    fueron diseados originalmente en Amiga; lue-

    go se exportaron a formato PC y Macintosh).

    Adicionalmente, hubo un segmento de mercado

    que descubri cierta particularidad de la plata-

    forma Amiga, y que decidi aprovecharla para

    fines especficos: la edicin de video.

    Si usted es un usuario avanzado de compu-

    tadoras, seguramente habr odo hablar de un

    dispositivo denominado Video Toaster o tos-

    Figura 8

    Figura 9

    Figura 10

    Computadora Amiga de

    Commodore

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    22/84

    20 ELECTRONICA y servi cio

    tadora de video, nombre curioso para un cir-

    cuito capaz de combinar dos o ms seales de

    televisin y funcionar como una especie de

    switcher muy avanzado, insertando cortinillas

    muy interesantes en las transiciones de escenas

    (hasta la fecha se siguen produciendo comercia-

    les y programas de televisin, en los que se apre-

    cia el uso del Toaster). Desafortunadamente paraCommodore, el pblico en general se qued con

    la idea de su modelo Commodore-64 (una com-

    putadora de juguete); nunca tom muy en se-

    rio a la plataforma Amiga como una mquina

    de trabajo, situacin que contribuy a la quie-

    bra a esta empresa en la primera mitad de los

    aos 90; sin embargo, recientemente la plata-

    forma Amiga parece haber renacido de sus ce-

    nizas, y parece que ahora s se ha enfocado casi

    100% en el mundo de la edicin de video profe-sional y semiprofesional.

    El mundo de las estaciones de trabajo

    Existe un nicho de mercado en el que la plata-

    forma PC no haba podido incursionar sino has-

    ta hace relativamente muy poco tiempo; se trata

    de las estaciones de trabajo, en las que se hacen

    labores que demandan del sistema un enorme

    poder de clculo.

    Puesto que la plataforma PC es un desarrollo

    ms bien dirigido al pblico de bajos ingresos y

    menores requerimientos tcnicos, el segmento

    de alto poder fue acaparado por diversas em-

    presas. Entre las de mayor prestigio y xito, po-

    demos mencionar a Sun Microsystems y a Silicon

    Graphics.

    El caso de Sun es muy curioso, porque estaempresa atac el segmento de las computado-

    ras personales desde un punto de vista que en

    su tiempo resultaba poco lgico, pero que en la

    actualidad ha demostrado su validez: decidi

    abandonar la arquitectura tradicional de los

    mainf rames(una computadora central con mu-

    chos perifricos), ofreciendo estaciones de tra-

    bajo como computadoras completas, con su uni-

    dad de proceso, discos de almacenamiento, etc.;

    la diferencia estriba en que estos sistemas estndiseados desde un inicio para interconectarse

    en red, de modo que mltiples usuarios puedan

    trabajar al mismo tiempo en un mismo proble-

    ma, cada uno en su mquina. De hecho, el lema

    de Sun es La computadora es la red.

    Esto ha hecho de Sun la eleccin lgica para

    aplicaciones donde se necesita que una gran

    cantidad de mquinas trabajen en un objetivo

    comn (Sun suele ser proveedor de eventos

    como juegos olmpicos o copas de ftbol); en laactualidad, se ha convertido en una de las plata-

    Figura 11

    Sistemas de Silicon

    Graphics

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    23/84

    21ELECTRONICA y servicio

    formas preferidas para los servidores de acceso

    a Internet; sin embargo, el pblico en general

    conoce poco de esta empresa debido a que est

    ms enfocada a aplicaciones empresariales.

    Por su parte, Silicon Graphics se ha concen-

    trado en un segmento de mercado muy especfi-

    co: el manejo de grficos muy complejos, que la

    plataforma PC simplemente no puede soportar(figura 11). Los logros de esta empresa son re-

    conocidos; recuerda la escena del baile en el

    saln, de la pelcula La Bella y la Bestia de

    Disney? o la estampida de dinosaurios en Par-

    que Jursico? todas estas escenas fueron crea-

    das por computadora usando mquinas Silicon

    Graphics.

    Esta plataforma de cmputo sigue gozando

    hasta la fecha de una enorme popularidad entre

    las personas dedicadas al diseo de animacinen tercera dimensin, la generacin de paisajes

    por computadora, el desarrollo de juegos

    tridimensionales, etc.; pero su alto costo la co-

    loca completamente fuera del alcance del pbli-

    co en general.

    Por otra parte, desde diversas fuentes se ha

    intentado desarrollar plataformas de cmputo

    alternativas que arrebaten mercado a la PC; en-

    tre ellas podemos mencionar a las mquinas

    Next (diseadas por el propio Steve Jobs); lasNetwork Computers o NC (un desarrollo conjunto

    de varias empresas, para producir una compu-

    tadora sencilla que d al usuario acceso a

    Internet de forma fcil y econmica); la PC Jr.

    (introducida por IBM, y que fue un fracaso co-

    mercial), etc. Sin embargo, todava no hay siste-

    ma que desplace de su sitio predominante a la

    plataforma PC.

    Evolucin reciente de la plataforma PC

    Como podr suponer, la plataforma PC no ha

    permanecido esttica durante los casi 20 aos

    que ya tiene; de hecho, hoy da estamos inmersos

    en la sexta generacin de computadoras perso-

    nales, y ya comienzan a circular las primeras

    mquinas de sptima generacin. Podemos de-

    cir que estas mquinas han avanzado segn han

    ido apareciendo nuevos y ms poderosos micro-

    procesadores (ver artculos: Microprocesadores

    t ipo Slot -1yAMD Athlon : el pr im er micropr ocesa-

    do r de spt im a gener acin, en los nmeros 16 y

    19, respectivamente, de esta publicacin), casi

    siempre de los laboratorios de Intel; pero recien-

    temente esta compaa ha sido enviada a un

    segundo lugar tecnolgico (tal vez slo por al-

    gn tiempo), por uno de sus eternos rivales:

    AMD.A mediados de los 80 apareci la segunda

    generacin de PCs, tambin conocida como pla-

    taforma AT e impulsada por un microprocesa-

    dor 80286. Esta mquina tambin tuvo una uni-

    dad de disquete ms grande (en el mismo disco

    de 5 1/ 4 pulgadas se podan almacenar hasta

    1.2 MB de datos), un monitor a color y con capa-

    cidad de grficos (estndar CGA o EGA), mayor

    cantidad de memoria (se rompe la barrera de los

    640 KB), etc. Podemos decir que con el estndar AT se

    marc la pauta que de un modo u otro siguen

    respetando hasta la fecha las computadoras ms

    avanzadas.

    La tercera generacin de PCs estuvo impul-

    sada por un 80386, que es el primer micropro-

    cesador de 32 bits producido por Intel. Entonces

    se introdujeron conceptos nuevos como la me-

    moria protegida, la memoria virtual, la

    multitarea, etc., y se populariz el monitor VGAde grficos avanzados; se dieron a conocer los

    ambientes de trabajo amigables (como Windows)

    y los programas grandes y complejos que reque-

    ran de discos duros de ms de 100MB de capa-

    cidad!; adems, la memoria RAM lleg a un pro-

    medio de 4MB, etc. Puede afirmarse que con la

    llegada del 386, las PC invaden tambin los ho-

    gares.

    La cuarta generacin tuvo como ncleo cen-

    tral un procesador i486 o clones de compaasrivales de Intel. En esta etapa se populariza el

    concepto multimedia, por lo que se que aadi

    a la estructura bsica de la PC un lector de CD-

    ROM y una tarjeta de sonido con sus respectivas

    bocinas. En esta generacin se percibe por pri-

    mera vez que el postulado de Sun tambin po-

    da aplicarse al mundo de las PC, y se incorpo-

    ran utilidades para la conexin sencilla en red

    en ambientes como Windows para trabajo en

    grupo.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    24/84

    La quinta generacin de PCs estuvo impulsa-

    da por microprocesadores tipo Pentium de Intel,

    K5 y K6 de AMD y el 6X86 de Cyrix. Es en este

    punto donde la popularidad de Internet obliga al

    usuario a incorporar un nuevo elemento: el

    mdem; tambin aumenta considerablemente el

    poder de clculo, no slo gracias al microproce-

    sador sino tambin a la inclusin de mayor can-tidad de RAM (el estndar sube hasta 16 MB o

    ms) y de discos duros ms grandes (1.0 GB tpi-

    co), lo que permiti el uso de aplicaciones ms

    complejas.

    En la actualidad, estamos inmersos en la sexta

    generacin de computadoras personales; sus

    representantes ms conocidos son los

    procesadores Celeron, Pentium II y III de Intel, el

    K6-2 y K6-3 de AMD y el M- II de Cyrix, aunque

    hay otros competidores recientes como el C6 deIDT y el uP6 de Rise Tech. El poder de estos dis-

    positivos es tal, que se calcula que una persona

    que posee una mquina de este tipo tiene en su

    escritorio ms poder de clculo que el que te-

    nan todas las computadoras que guiaron al

    Apollo-11 en su viaje a la luna; y por si fuera

    poco, los precios de las computadoras se han

    desplomado de forma tan dramtica, que tener

    en casa un sistema de estos cuesta normalmen-

    te menos de 1,000 dlares; incluso, hay casos

    en que se puede conseguir una mquina muy

    buena por aproximadamente 500 dlares.

    Recientemente AM D lanz al mercado el pri-mer microprocesador de sptima generacin: el

    Athlon; ya comienzan a circular mquinas im-

    pulsadas por este dispositivo, cuyo desempeo

    ha demostrado ser superior al del microproce-

    sador ms poderoso de Intel. Esta situacin re-

    sulta casi indita en el mundo de las PCs, y nos

    hace concebir la esperanza de que adems de

    Intel otras compaas desarrollen nuevos y ms

    avanzados circuitos que sern el ncleo de las

    futuras computadoras.Despus de todo, recuerde que este tipo de

    competencia beneficia finalmente al pblico con-

    sumidor; que puede tener en sus manos una m-

    quina cada vez ms poderosa sin que ello impli-

    que un sacrificio monetario enorme.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    25/84

    23ELECTRONICA y servicio

    FUNDAMENTOS DE LOSSEMICONDUCTORES

    FUNDAMENTOS DE LOSSEMICONDUCTORES

    Oscar M on toya Figue roa

    Depend ien do de su capac idad para

    cond u c i r la e lec t r i c idad , ex isten

    m ater ia les qu e pueden ser c lasi f i ca-

    dos en t res t ipos : cond u ctores , n o

    condu c to res y sem icondu c to res; y

    ba jo c ie r tas con d ic ion es, exis te ot r o

    t i po de m a ter i a l es ll am adossu percon du ctores . Por ser los m ate-

    r i a les qu e se ut i l izan ms

    am p l i am en te en l os comp onen tes

    electr n ico s, en el p r esen te ar tcu lo

    exp l i ca rem os los fund am en tos de los

    semiconduc to res .

    Introduccin

    Los aislantes o no conductores son aquellos

    materiales que presentan una resistencia muy

    alta a la corriente elctrica; ejemplo de ellos sonel hule, el plstico, el vidrio, el papel, etc.

    Por el contrario, y como su nombre lo indica,

    los conductores son aquellos materiales que ante

    el paso de la corriente elctrica presentan una

    resistencia casi nula; metales como el oro y la

    plata son excelentes conductores, al igual que

    el cobre que, por razones de abundancia y pre-

    cio, es uno de los ms utilizados para transmitir

    electricidad.

    Por su parte, los materiales semiconductorespresentan la dualidad de comportarse como con-

    ductores o como aislantes, dependiendo de las

    condiciones elctricas y ambientales a las que

    se les someta; su resistividad disminuye si su

    temperatura aumenta. Las sustancias ms utili-

    zadas como semiconductores son el silicio y el

    germanio.

    Finalmente, los materiales superconductores

    presentan una resistencia cero al paso de la co-

    rriente elctrica; adems, generan campos mag-

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    26/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    27/84

    25ELECTRONICA y servicio

    cuentan con un solo electrn en su ltima capa

    (capa de valencia).

    No conductores o aislantes

    Por su parte, los materiales no conductores o

    aislantes, por lo general, tienen ocho electrones

    en su rbita exterior; la fuerza de atraccin quemantiene a stos girando alrededor del ncleo,

    es relativamente grande; por eso se necesita un

    potencial elctrico ms elevado para hacer que

    se desplacen, lo que provoca que la corriente

    elctrica que se transporta por estos materiales

    sea casi nula.

    Superconductores

    El fsico holands Kamerlingh Onnes, quien re-cibi el premio Nobel de Fsica en 1913 por el

    descubrimiento de la superconductividad (figu-

    ra 2), advirti que ante temperaturas cercanas

    al cero absoluto (-273 C) ciertos materiales pre-

    sentaban una resistencia de casi cero ohms.

    Es decir, si un alambre de plomo se somete a

    un bao de helio lquido (cuya temperatura es

    de apenas unos cuantos grados por arriba del

    cero absoluto) y recibe un pequeo voltaje, la

    corriente inicial fluye indefinidamente, a pesar

    de que se haya retirado la fuente de alimenta-

    cin; esto se debe a que la resistencia presenta-

    da por el plomo, bajo estas circunstancias, es

    nula. Adems el campo magntico generado por

    el paso de la corriente elctrica es muy fuerte.Actualmente se producen cermicas de diver-

    sos materiales, que pueden emplearse como

    superconductores a temperaturas de -175 C.

    Esto abre una puerta para futuras aplicaciones

    en la industria electrnica, como puede ser la

    transmisin de la energa elctrica sin prdidas;

    las celdas solares, que almacenen energa elc-

    trica en forma de campos magnticos; las com-

    putadoras de tamaos muy reducidos; y los tre-

    nes elctricos suspendidos por intensos camposmagnticos.

    Semiconductores

    La caracterstica comn de los semiconductores

    es que poseen cuatro electrones de valencia;

    entre los materiales semiconductores ms co-

    munes estn el silicio y el germanio.

    El silicio, que se encuentra en grandes canti-

    dades en la arena de mar, forma estructuras or-denadas llamadas cristales (figura 3); en stos,

    los tomos se acomodan en forma de retcula

    constante, es decir, siguen un mismo patrn de

    orden a todo lo largo del material.

    En un cristal de silicio, cada tomo comparte

    sus electrones de valencia con otros cuatro to-

    mos; por eso su capa de valencia queda estruc-

    turada con ocho electrones, aunque cuatro no

    le pertenezcan. Esto explica por qu el silicio es

    totalmente aislante. La atraccin que existe en-tre los ncleos de los tomos, confiere una cier-

    ta fuerza de unin que propicia el intercambio

    de electrones entre ellos.

    A este tipo de enlace se denomina "enlace

    covalente"; en l, cada tomo se vuelve qumi-

    camente estable y hace del silicio un cuerpo com-

    pacto.

    La descripcin que acabamos de hacer, se re-

    fiere a cristales de silicio qumicamente puros o

    sea, formados nicamente por tomos de sili-

    Figura 2

    Kamerlingh Onnesrecibi el premioNobel de Fsica en1913 por eldescubrimiento de lasuperconductividad

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    28/84

    26 ELECTRONICA y servi cio

    cio. A este tipo de materiales se les llama

    semiconductores intrnsecos.

    Efectos de la temperatura sobrelos semiconductores

    En general, cualquier temperatura superior a los

    -273 C produce un movimiento vibrante entre

    los tomos de cualquier material; y el silicio no

    es la excepcin, puesto que sus tomos vibran

    ante el aumento de la temperatura; cuanto ma-

    yor sea el calor, mayores sern las vibraciones.

    Si las vibraciones son lo suficientemente fuer-tes, se provoca el desprendimiento de uno de

    los electrones de la rbita de valencia y enton-

    ces queda un espacio libre denominado hueco

    (figura 4).

    Debido a este hueco, el tomo se comporta

    como una carga positiva y, como la suma de sus

    protones es mayor que la de sus electrones, cual-

    quier electrn libre que se le acerque ser cap-

    turado para compensar su carga total.

    En un cristal semiconductor de silicio se ori-ginan igual cantidad de huecos que de electro-

    nes libres; en consecuencia, estos ltimos se

    desplazan aleatoriamente de un tomo a otro,

    provocando el proceso que se conoce como

    "recombinacin".

    El tiempo que transcurre entre la liberacin y

    la recombinacin de un electrn, se llama "tiem-

    po de vida"; pero ste es tan corto que puede

    durar apenas entre unos cuantos nanosegundos

    (1 X 10-9

    seg.) o slo algunos microsegundos (1X 10-6seg.).

    Considerando las caractersticas anteriores,

    se deduce que el silicio se comporta ms bien

    como un aislante cuando est qumicamente

    puro porque slo contiene algunos electrones

    libres, producto del efecto del calor.

    Movimi ent o de cargas

    Si colocamos una muestra de silicio intrnseco

    entre un par de placas conductoras y las conec-tamos a una batera, el voltaje aplicado ejercer

    los siguientes efectos sobre los electrones libres:

    a) La placa conectada al polo negativo de la ba-

    tera, repele los electrones libres hacia el lado

    opuesto (placa positiva); entonces, los electro-

    nes viajan a travs del material realizando

    continuos saltos desde su rbita externa has-

    ta el hueco ms prximo, y en cada salto el

    electrn se recombina dejando un hueco en la

    Figura 3

    Cuando los tomos de

    silicio o germanio se

    combinan para formar un

    slido, se acomodan

    siguiendo una

    configuracin ordenada

    llamada "cristal".

    N - N

    Hueco

    Cuando una energa es lo suficientemente fuerte, se provoca

    el desprendimiento de uno de los electrones de la orbita de

    valencia, y entonces queda un espacio libre denominado

    "hueco".

    Figura 4

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    29/84

    27ELECTRONICA y servicio

    posicin que acaba de desocupar; y as conti-

    nan hasta alcanzar el extremo donde se en-

    cuentra la placa positiva. Los electrones pa-

    san del semiconductor a la placa y de sta al

    interior de la batera.

    b) Al mismo tiempo que un electrn sale del se-

    miconductor con destino a la placa positiva,

    su lugar es ocupado por otro que proviene dela placa negativa volviendo a iniciar el ciclo,

    produciendo as millones de recombinaciones

    durante el proceso. El resultado de este expe-

    rimento es una pequea corriente elctrica cir-

    culando a travs del semiconductor.

    Mencionamos anteriormente que un hueco (hole

    en ingls) es la ausencia de un electrn en un

    tomo que genera una carga positiva. Ahora

    bien, si consideramos a los huecos como enti-dades elctricas, deduciremos que se desplazan

    en sentido opuesto al de los electrones; es decir,

    se trasladan del polo positivo de la batera al polo

    negativo. Cuando se aplica un potencial elctri-

    co al material, la placa positiva atrae a los elec-

    trones libres de los tomos del semiconductor; y

    cuando los electrones atraviesan la unin, de-

    jan un hueco en el sitio del que salieron; a su

    vez, estos huecos atraen a los electrones libres

    ms prximos; entonces estos ltimos abando-nan su respectivo lugar, crendose as otros hue-

    cos. En ese momento, los huecos se han despla-

    zado ya por dos niveles y, como el proceso es

    continuo, "viajarn" a travs del material hasta

    alcanzar la placa negativa, donde sern emplea-

    dos por otros electrones.

    El proceso no aumenta ni disminuye, ya que

    por cada electrn que sale del material ingresa

    otro por el lado opuesto; y lo mismo sucede con

    los huecos: por cada hueco que se recombinacon un electrn, se genera otro cuando el pri-

    mer electrn sale del material.

    Ahora bien, denominamos "portadores nega-

    tivos" a los electrones y portadores positivos a

    los huecos, ya que transportan carga elctrica

    de una posicin a la otra.

    Es importante sealar que en un semiconduc-

    tor, la corriente es el efecto combinado de hue-

    cos que se trasladan en un sentido y de los elec-

    trones que lo hacen hacia en el otro.

    Dopado de un semiconductor

    La corriente elctrica que circula por un semi-

    conductor intrnseco es muy dbil (recuerde que

    ste se comporta casi como un aislante). No obs-

    tante, para aumentar la intensidad de la corriente

    que lo atraviesa, se recurre a un proceso que se

    denomina dopado.El dopado consiste en agregar al semicon-

    ductor intrnseco o puro, tomos cuya rbita

    externa contenga tres o cinco electrones, esto

    con objeto de proporcionarle huecos o electro-

    nes libres adicionales. A los elementos que se

    utilizan para el dopado de semiconductores, se

    les llaman "impurezas donadoras"; entre ellos

    destacan el Boro, el Aluminio y el Galio, con tres

    electrones en su rbita externa; as como el Fs-

    foro, el Arsnico y el Antimonio, con cinco elec-trones en su capa de valencia.

    La elaboracin de un semiconductor dopado,

    consiste en fundir primero el Silicio puro y aa-

    dir el elemento que actuar como impureza

    donadora; las cantidades sern determinadas por

    el fabricante (figura 5). Mientras mayor sea la

    cantidad de impurezas agregadas, mayor ser

    la conductividad del material y menor su resis-

    tencia elctrica, y viceversa.

    Figura 5

    La fabricacin de los

    semiconductores es

    una de las industrias

    ms verstiles y

    modernas de la

    actualidad.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    30/84

    28 ELECTRONICA y servi cio

    Cuando un semiconductor presenta alta con-

    ductividad elctrica, se dice que es altamente

    dopado; cuando presenta alta resistencia, se dice

    que tiene un dopado bajo.

    Semi conductor t ipo P

    Cuando se dopa el Silicio intrnseco con tomos

    que tienen tres electrones de valencia (trivalen-tes), se forma un semiconductor positivo (tipo

    P), esto se debe a que adquiere la capacidad de

    aceptar electrones libres al poseer una mayor

    cantidad de huecos. Por tal motivo, se dice que

    los semiconductores tipo P son portadores ma-

    yoritarios de huecos y portadores minoritarios

    de electrones.

    Semi conductor t i po N

    Cuando el silicio intrnseco se dopa con tomosque tienen cinco electrones de valencia

    (pentavalentes), se dice que es un semiconduc-

    tor negativo (tipo N); siempre es capaz de donar

    electrones porque el nmero de stos supera al

    de los huecos. Entonces, los semiconductores

    tipo N son portadores mayoritarios de electro-

    nes y portadores minoritarios de huecos.

    Algunas aplicaciones

    Por s solos, los semiconductores no son de gran

    utilidad ya que se comportan como simples

    resistores de carbn. No obstante, diferentes

    combinaciones de ellos dan origen a dispositi-

    vos de gran versatilidad, tales como los

    varistores, hmetros, diodos, transistores,

    tiristores e incluso los circuitos integrados.

    En realidad, los diodos y los transistores se

    inventaron antes del desarrollo tecnolgico de

    los semiconductores, por medio del llamado"tubo de vaco". La invencin del tubo de vaco

    (tambin llamado "vlvula electrnica") permi-

    ti que se construyeran los primeros aparatos

    electrnicos; stos sin embargo eran grandes y

    pesados, por las propias dimensiones del tubo.

    Slo hasta que se descubri que diversas com-

    binaciones de semiconductores daban lugar a

    componentes cuyos efectos son similares a los

    del tubo de vaco, fue posible construir aparatos

    electrnicos de pequeas dimensiones.

    El di odo semi conductor

    El diodo construido a partir del tubo de vaco, se

    ha sustituido por uno que utiliza materiales

    semiconductores; las ventajas de ste son sus

    dimensiones y peso menores, adems de una

    mayor calidad y durabilidad.

    Un diodo semiconductor est constituido por

    un cristal semiconductor dopado en dos seccio-

    nes, una tipo N y otra tipo P (figura 6A); su prin-cipal caracterstica es conducir la corriente elc-

    trica en un solo sentido; o sea, posee polaridad.

    P N

    + + + +

    + + +

    + +

    HuecosUnin

    Electrones libres

    - - - -- - - -- - -

    Estructura de un diodo formado por un semiconductor

    dopado en dos secciones: una tipo P y otra tipo N

    A

    BFigura 6

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    31/84

    29ELECTRONICA y servicio

    Esta sencilla peculiaridad le permite, por ejem-

    plo, convertir la CA en CD, procesar una seal

    de alta frecuencia de radio y transformarla en

    una seal de audio, etctera.

    Actualmente hay diversos tipos de diodos

    semiconductores, cada uno con una funcin es-

    pecfica; pero todos se basan en el principio de

    operacin del diodo tipo PN. Estos diodos sondiferentes entre s por los materiales que em-

    plean, los niveles de dopado y la forma de pola-

    rizacin; esto les permite trabajar en diferentes

    puntos de la curva caracterstica de operacin.

    Entre los tipos de diodos que ms se utilizan

    en electrnica, est el de unin, el zener, el emi-

    sor de luz, el fotodiodo y el varicap (figura 6B).

    El tr ansistor

    En 1951, el triodo de Lee De Forest fue sustitui-do por una invencin de William Shockley y sus

    colaboradores: el transistor de unin H. Hasta

    ese entonces, todos o casi todos los aparatos

    electrnicos eran construidos con tubos de va-

    co o bulbos.

    Por supuesto, el transistor realiza las mismas

    funciones que un triodo: es rectificador, releva-

    dor, modulador y amplificador, aunque de tama-

    o ms pequeo; adems consume menos ener-

    ga, su tiempo de vida es mucho mayor y la

    cantidad de calor que disipa es mnima, por lo

    que puede operar a temperaturas muy bajas.

    El transistor est formado por un cristal desilicio dopado en tres secciones (figura 7A): dos

    secciones P y una N o dos secciones N y una P;

    de ah que a estos tipos de transistores se les

    denomine PNP y NPN, respectivamente. Las ter-

    minales de un transistor se denominan "emisor",

    "base" y "colector", independientemente del tipo

    que sea.

    En los transistores NPN, la corriente elctrica

    entra por el emisor, sigue por la base y sale por

    colector; en los transistores PNP, la corrienteentra por el colector, sigue por la base y sale por

    el emisor.

    La principal caracterstica del transistor, es

    que permite que con una pequea corriente en

    su base se obtenga un aumento en la cantidad

    Colector Emisor

    Base

    Colector Emisor

    Base

    Estructura de un diodo formado por un semiconductor

    dopado en tres secciones: una tipo P y dos tipo N o viceversa.

    N NP P PN

    A

    B

    Uno de los primeros transistores utilizados comercialmente en 1950, y los diferentes tipos que actualmente se emplean.

    Figura 7

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    32/84

    30 ELECTRONICA y servi cio

    de corriente que lo atraviesa; esta ltima sigue

    las variaciones de la seal aplicada, estamos

    hablando del principio de amplificacin.

    Con el transistor en funcin de amplificador,

    se han podido construir innumerables circuitos

    electrnicos para muy diversas aplicaciones.

    Entre los diversos tipos de transistores exis-

    tentes, destacan el bipolar y el de efecto de cam-po (figura 7B).

    El vari stor

    El varistor es otro dispositivo elaborado con

    materiales semiconductores que conduce elec-

    tricidad slo cuando el voltaje supera cierto va-

    lor especfico.

    Si se alimenta al varistor con un voltaje me-

    nor al valor de ruptura (especificado por el fa-

    bricante), su resistencia ser tan grande que nin-guna corriente elctrica circular por l. Mas si

    el voltaje aplicado alcanza o supera el valor de

    ruptura, su resistencia decaer instantneamen-

    te hasta casi cero ohms; as, permitir que la

    corriente elctrica lo atraviese (figura 8).

    Gracias al comportamiento que acabamos de

    explicar, el varistor se utiliza principalmentecomo dispositivo de proteccin de lnea.

    En realidad, el varistor (tambin llamado su-

    presor de transitorios) equivale a dos diodos

    zener puestos en serie, pero en sentidos opues-

    tos (vea el artculo "Diodo Zener" en Electrnica

    y Servicio No. 11).

    El hmet ro

    El hmetro est formado por una base aislante,

    sobre la cual est grabada una lnea curva de

    material semiconductor (generalmente de xi-

    do de silicio); su funcin es detectar los niveles

    de humedad ambiental.

    Al conectarse en serie con una fuente de ali-

    mentacin y una carga, el dispositivo presenta

    un valor de resistencia elctrica que depende de

    la humedad en el ambiente (entre mayor sea la

    humedad menor ser la resistencia, y vicever-sa). Por sus caractersticas, los hmetros se em-

    plean en circuitos electrnicos con aplicaciones

    de control atmosfrico.

    La conductividad o la resistencia elctrica de

    los hmetros vara, porque las molculas de agua

    suspendidas en el aire circundante se depositan

    sobre el xido semiconductor y as se logra un

    enlace inico que permite el paso de la electrici-

    dad sobre la superficie del material. Esto signifi-

    ca que las molculas de agua dopan al xidosemiconductor, con lo cual se obtiene el mismo

    efecto que cuando se dopa un semiconductor in-

    trnseco con impurezas donadoras (como en el

    caso de los diodos o transistores).

    Por esta razn el fabricante designa una zona

    de operacin para cada dispositivo, en donde el

    valor de la resistencia se considera confiable.

    Por s solos, los hmetros no son de gran ayu-

    da; requieren de un conjunto de circuitos

    analgico/ digital que permitan convertir el va-lor entregado (analgico) en un valor represen-

    tativo (digital).

    El t ir istor

    Un tiristor es un dispositivo que utiliza retroali-

    mentacin interna para funcionar como ampli-

    ficador en conmutacin (figura 9). Est formado

    por un semiconductor dopado en ms de tres

    secciones, y se utiliza generalmente en electr-

    nica industrial para controlar grandes cantida-des de corriente de carga en motores (control

    de velocidad), calentadores (control de tempe-

    ratura), sistemas de iluminacin (control de in-

    tensidad de luz), etctera.

    Podemos encontrar en nuestras casas un

    tiristor en los llamados d immer, que son contro-

    les de iluminacin para las lamparas incandes-

    centes.

    El tiristor es un dispositivo semiconductor de

    tres terminales, de las cuales a travs de un

    180 V

    (voltaje de lnea) 180v El varistor no conduce

    200 V

    (voltaje de lnea) 180v El varistor conduce

    Figura 8

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    33/84

    31ELECTRONICA y servicio

    potencial llamado "voltaje de disparo" una de

    stas controla el paso de la corriente elctrica

    entre las otras dos.

    La caracterstica ms importante del tiristor

    consiste en que, una vez aplicado el voltaje de

    disparo, se mantiene conduciendo electricidad

    por tiempo indefinido en tanto no se interrumpa

    la alimentacin del circuito.

    Los dos tipos ms importantes de tiristoresson el SCR (rectificador controlado de silicio), que

    permite el paso de la corriente en un solo senti-

    Figura 9

    Tiristor

    Figura 10

    Los circuitos integrados son bloques pequeos de material

    semiconductor que contiene en su interior un conjunto de dispositivos

    interconectados, y que realizan una funcin determinada.

    do y el TRIAC (tiristor de corriente alterna), que

    permite el paso en ambos sentidos.

    El cir cui to in tegrado

    El circuito integrado apareci en la dcada de

    los setenta. Se le denomina "integrado", porque

    se compone de cientos de elementos interconec-

    tados y dispuestos sobre una misma base dematerial semiconductor.

    La interconexin de los componentes que lo

    forman, se realiza durante el proceso de fabri-

    cacin original, en una sola base de algunos

    milmetros cuadrados (figura 10).

    En realidad, un circuito integrado est com-

    puesto por cientos de dispositivos de tamao

    microscpico (resistores, diodos, varistores, tran-

    sistores, etc.) interconectados. As que la fun-

    cin global de cada circuito integrado puede va-riar, dependiendo de los dispositivos con que

    cuente.

    En cuanto a tamao, rendimiento y capaci-

    dad de integracin, las ventajas que representa

    este tipo de tecnologa son obvias.

    A la fecha, casi todos los aparatos electrni-

    cos cuentan con circuitos integrados; los encon-

    tramos, tanto en un pequeo radio-receptor,

    como en un televisor, un automvil, un aeropla-

    no, y hasta en los modernos satlites de comu-nicaciones.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    34/84

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    35/84

    33ELECTRONICA y servicio

    LA OPERACIONDEL DVD

    LA OPERACIONDEL DVD

    Arm and o M ata Dom ngu ez

    Las sig las DVD pr ov ien en de l

    trm in o D isco Ver sti l D ig it al ,

    u t i l i zado para designa r tan to a los

    rep ro du c to res qu e em p lean este

    nu evo s istem a, com o a lo s d iscos con

    este for m ato . En el ar tcul o D elfon grafo al disco ver sti l d i g i ta l

    (DVD) pu b l i cado en e l nm ero 3 ,

    exp l i cam os pr i n c ipa lm en te el

    form ato D VD. Ah or a, en este artcul o

    nos concen t r a rem os en a l gunos

    aspectos fun c ion a les y en la

    est ru c tu r a de estos equ ipo s.

    Qu es el DVD

    Desde el punto de vista tcnico, el formato em-

    pleado para los discos CD y DVD es fundamen-

    talmente el mismo; la diferencia radica princi-

    palmente en la capacidad de almacenamiento

    de datos que cada uno presenta.

    Un disco DVD puede almacenar informacin

    de audio y video simultneamente, con un tiem-

    po de duracin similar al de una pelcula. Esta

    caracterstica es de resaltar, si consideramos que

    su dimetro es similar al disco CD de audio (12cm).

    El aumento en la capacidad de almacena-

    miento es el resultado de la densidad de datos,

    aumentada por la menor distancia entre los

    tracks; esto significa que la distancia de giro de

    la espiral se ha reducido de 1.6 a 0.74 micras.

    Adems, las dimensiones de los pi tsse han mo-

    dificado de 0.83 a 0.4 micras (figura 1). Con esto

    un disco DVD alcanza la capacidad de almace-

    nar hasta 4.7 Gbytes en una sola de sus capas.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    36/84

    34 ELECTRONICA y servi cio

    Por salir del objetivo del presente artculo, le

    recomendamos que revise los aspectos de gra-

    bacin de datos y mtodos de lectura en el n-

    mero 3 de esta revista.

    Versatilidad de funciones

    Ahora bien, las ventajas de almacenamiento de

    datos que brinda el formato DVD son aprove-chadas por los equipos reproductores para ofre-

    cen una variedad de funciones, y que slo pue-

    den lograrse con un sistema de almacenamiento

    de esta capacidad; las ms sobresalientes son:

    1) Seleccin del idiom a. Puede hacerse mediante

    control remoto, y si es el caso que la propia

    pelcula contenga subttulos en 32 idiomas,

    la seleccin de cualquiera de ellos se hace por

    el mismo medio.2) Fun cin de m ult ingu lo. Para ofrecer distintas

    vistas de una misma toma, en el caso de pel-

    culas que se hayan filmado con varias cma-

    ras de video en diferentes posiciones, el re-

    productor de DVD cuenta en su control

    remoto con la tecla angle, por medio de la cual

    el usuario puede activar esta funcin para ele-

    gir el ngulo de imagen que ms le agrade.

    3) Fun ciones de m ult ih is tor i a y clasi f icac in d e

    pelcu la. La primera permite al usuario disfru-

    tar hasta de nueve seales simultneas, por

    lo que el usuario puede elegir aquella que ms

    le agrade. En tanto, la funcin de clasifica-

    cin de historia, ofrece la posibilidad de cali-

    ficar a la pelcula en turno como apta para

    toda la familia (A), para adolescentes y adul-

    tos (B) o slo para adultos (C), de acuerdo con

    las caractersticas de los espectadores. Am-bas funciones se habilitan por medio del con-

    trol remoto.

    4) Audio Dolby Digi ta l. Para complementar la ca-

    lidad de la imagen, el reproductor de DVD

    cuenta con un sistema deAudio Dolb y Digi ta l,

    conformado por dos canales en el frente y dos

    canales en la parte posterior (o de surround) .

    El equipotambin tiene un canal de audio

    central, que se encarga de reproducir nica-

    mente voces y un canal extra exclusivo parala reproduccin de sonidos dentro de la gama

    de 3 a 120 Hz (que a pesar de ser inaudibles,

    gracias al efecto de vibraciones proporcionan

    cuerpo al sonido).

    5) Reprod uccin de CDs de aud io digi tal. Adems

    de todo lo anterior, el reproductor de DVD es

    capaz de reproducir en forma totalmente nor-

    mal los CDs de audio convencionales.

    Tipos de discos

    En el sistema DVD, se emplea un disco de alta

    densidad que puede almacenar informacin

    equivalente a la de varios discos de audio, de-

    pendiendo del tipo de disco. Con base en ello,

    pueden identificarse cuatro tipos diferentes de

    discos DVD:

    Disco de una cara y una capa, con capacidad

    de 4.7 gigabytes. Disco de dos caras y una capa por cara, con

    capacidad de 9.4 gigabytes.

    Disco de una cara doble capa, con capacidad

    de 8.5 gigabytes.

    Disco de doble cara y doble capa, con capaci-

    dad de 17 gigabytes.

    Considerando los datos anteriores, en un disco

    de una cara y una capa es posible almacenar 133

    minutos de pelcula con pistas de audio en tres

    1.6m

    separacin

    0.74m

    separacin

    0.80m

    mnimo

    CD

    DVD

    0.4m

    mnimo

    Figura 1

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    37/84

    35ELECTRONICA y servicio

    idiomas y subttulos en cuatro. Esta referencia,

    sirve para calcular la capacidad de almacena-

    miento en minutos que tendra un disco de do-

    ble capa y doble cara.

    La posibilidad de almacenar esta cantidad de

    imgenes en un disco relativamente pequeo,

    se logra gracias al uso de la tecnologa MPEG2

    (MPEG =Moving Pictur e Experts Grou po Grupode Expertos en Imgenes en Movimiento inte-

    grantes de la Organizacin de Estndares Inter-

    nacionales y que trabajan en la investigacin de

    tcnicas de compresin).

    La tecnologa MPEG2 es un sistema de com-

    presin de 20 pasos, que permite almacenar im-

    genes complejas y con mucho movimiento en

    rea ms pequeas; lo cual permite mantener la

    calidad de imagen de 500 lneas de resolucin

    (tabla 1). Recuerde que la cantidad de lneas deresolucin determina la calidad de imagen: a

    mayor cantidad de lneas, mejor calidad de ima-

    gen.

    Estructura del reproductor de DVD

    Para describir la estructura de estos equipos, to-

    maremos como referencia el modelo DVP-530D

    de la marca Sony, que es un reproductor de unsolo disco (figura 2).

    Tabla 1

    Formato VHS 240 lneas de resolucin

    Formato SVHS 400 lneas de resolucin

    Formato V8 280 lneas de resolucin

    Formato HI 8 400 lneas de resolucin

    Formato HI 8 XR 440 lneas de resolucin

    Formato DVD 500 lneas de resolucin

    Vista posterior

    Salida de audio S.1

    Salida de componente video

    Salida de S-video

    Salida de video y audio por lneas

    Figura 2

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    38/84

    DVD/CD

    PDIC

    BASEU

    NIT O

    PTICAL

    DEVICE

    FOCUS

    COIL

    T

    RACKING

    COIL M M M

    SPINDLE

    MOTOR

    SLED

    MOTOR

    M001

    LOADING

    MOTOR M

    S-29BOARD

    IC001

    DVD/CDRFAMP

    DIGITALSERVO

    MB-82/85BOARD

    IC304

    16MDRAM

    DVDRF,

    CDRF

    IC801

    FOCUSCOIL/

    TRACKINGCOIL/

    DRIVE

    IC303

    ARP2

    ParallelBUS

    IC402,403

    16MSDRAM

    PDO0-7

    PDI0-7

    S550D/S705D

    IC401

    AVD

    ECODER

    IC502

    VEQ/NR

    CDDOUT,

    CDDATA,

    CDBCK,

    CDLRCK

    SD0-7

    SPDIF,

    ACH12,

    ACH34,

    ACH56,

    BCK,

    LRCK

    S530D/S550D/S705D

    S530D/S550D/S705D

    IC501

    AUDIODSP

    IC802

    SPINDLE/SLED

    LOADING

    MOTORDRIVE

    IC701

    SERVODSP

    HGA

    IC202

    SYSTEMCONTROL

    IC204

    1MSRAM

    IC205

    16FLASH

    IC201

    4KEEPROM

    IC902

    AUDIO2CHDAC

    SPDIF

    AUDIOLT,

    AUDIORT

    LPF,

    GAINCONTROL

    HP-109/111BOARD

    AU-208/210/212BOARD

    VIDEO

    BUFFER

    VIDEO

    BUFFER

    VIDEOV

    VIDEOY

    VIDEOC

    VIDEOG/Y

    VIDEOR/B-Y

    VIDEOB/R-Y

    S530D/S550D/S705D

    S550D/S705D

    TK-51BOARD

    IC602

    16MNAND-F

    SerialBUS

    ND201

    IC201

    IFCON

    S330/S530D:US,CanadianS550D

    IC203

    S-LINK

    FL-97/99/101BOARD

    SWITCH

    SWITCH

    SWITCH

    FR-146/148/150BOARD

    SW-315/317B

    OARD

    -12V

    EVER5V

    JOGUN

    IT

    -3.3

    V

    +5V

    A+12V

    M+12V

    +3.3

    V

    +5V

    +12V

    -12V

    EVER5V

    IC905-907

    AUDIO5.1

    CHDAC

    AUDIOL,R

    AUDIOLS,

    RS

    AUDIOC,

    LFE

    LP

    F

    HEADPHO

    NE

    AMP

    VIDEO1,2

    SVIDEO1,2

    COMPONENT

    VIDEO

    DIGITAL

    OUT

    AUDIO

    OUT1,2

    PHONES

    5,1CHOUTPUT

    S-LINK

    S705D

    AC10V

    T901

    RY-12BOARD

    HS-030SF/030S

    H

    BOARD

    SRV902UCBOA

    RD

    SWR

    EG

    RF

    Diagramaabloques

    IC601

    Figura

    3

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    39/84

    37ELECTRONICA y servicio

    En la figura 3 se presenta el diagrama a blo-

    ques con las principales secciones que integran

    al equipo. Y en la figura 4 puede observar la es-

    tructura fsica de las secciones ms sobresalien-

    tes. Ahora expliquemos el sistema.

    Proceso de las seales

    En sentido estricto, la reproduccin inicia cuan-

    do el equipo es conectado a la red de VCA y la

    fuente de alimentacin comienza a proporcio-

    nar los diferentes voltajes que requiere cada una

    de las secciones del equipo. La fuente de alimen-

    tacin que se utiliza en este modelo, es de tipo

    conmutada (figura 5); y es que las mltiples ven-

    tajas que estas unidades ofrecen, garantizan el

    buen funcionamiento del aparato.

    Fuente de alimentacinRelay Amplificador RF y

    circuito servo

    Seccin

    de audio

    Circuito de

    procesamiento

    digitalSwitch de funciones

    Switch surround

    Sistema de carga

    Entrada para

    audfonos

    Ensamble de

    SW de encendido

    y sensor IR

    Figura 4

    Figura 5

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    40/84

    38 ELECTRONICA y servi cio

    Al insertar el disco DVD, la seal de RF es le-

    da por el rayo lser, y es transformada en un

    voltaje de seal por el opt ical pick u p (figura 6);

    luego es aplicada al amplificador de RF IC001, el

    cual se encargar de mejorar y reforzar la lectu-

    ra de los datos digitales.

    Posteriormente, esta seal de RF es aplicadaal decodificador IC303 y se almacena temporal-

    mente en una memoria de 16 MB (IC304). De esta

    forma, se crean cuadros de imagen para poder

    modificar o decodificar la informacin grabada

    en formato MPEG2 y regresarla a su formato ori-

    ginal. As, las seales de video, audio y la infor-

    macin de control estn contenidas en el disco,

    y se aplican al decodificador de video IC401.

    La informacin de control es separada del

    mismo circuito decodificador de video IC401, yse aplica al sistema de control IC202. Esta infor-

    macin es utilizada por el MPU o microcontro-

    lador para controlar todas las funciones del equi-

    po y proporcionar informacin al usuario a travs

    del displayo visualizador.

    Dentro del mismo circuito decodificador IC401

    (figura 7), la seal es procesada por un converti-

    dor digital-anlogo (DAC), el cual convierte la

    seal de video digital en una seal de video an-

    loga. Esta seal anloga se entrega como seal

    de componente de color, como seal de video

    compuesta o como seal de supervideo (S-vi-

    deo).

    Aprovechando cualquiera de estas tres varian-

    tes, y dependiendo de la conexin realizada en

    la parte trasera del aparato (previamente a los

    bornes de salida), la seal que sale del decodifi-cador pasa a travs de un amplificador acoplador

    de impedancias (emisor seguidor).

    Figura 7

    Tarjeta MB-82/85, la cual contiene al circuito decodificador

    IC401, al sistema de control IC202, los circuitos de servo, la

    memoria y los convertidores DAC.

    Figura 6

    El Pick up dual discreto integrado en los equipos Sony,

    cuenta con un diodo lser separado para la lectura del

    disco DVD y CD. Esto asegura una precisa y original

    reproduccin de ambos formatos.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    41/84

    39ELECTRONICA y servicio

    Este amplificador es un montaje que se utili-

    za para mantener las altas frecuencias en la se-

    al de imagen y determinar su definicin; para

    ello, la seal se amplifica hasta alcanzar un ni-

    vel estndar de 1 a 1.5 voltios.

    Por su parte, la seal de audio es separada

    por el decodificador del sistema para ser aplica-

    da al convertidor paralelo-serial IC501.Este convertidor recibe seales de datos en

    serie, y entrega seales en paralelo que sern

    aplicadas al convertidor DAC (IC902) para obte-

    ner la seal de audio en estreo.

    La seal original de audio tambin es aplica-

    da al decodificador AC-3 (IC905-907), que

    decodifica (demodula) la seal produciendo se-

    ales para 5.1 canales de audio: 4 canales para

    el sonido frontal y posterior, tanto izquierdo

    como derecho; un canal central principalmentepara la voz de los actores; y un canal que slo

    reproduce frecuencias de 3 hz. a 120 hz. El re-

    sultado es un sonido 100% digital, conocido

    como Dolby Digi ta l(tabla 2).

    Despus de que la seal digital de audio es

    convertida en seal de audio anloga, se filtra

    por redes de filtro del tipo de ganancia controla-

    da en el caso de seales estreo o seales AC3

    o se amplifica para la conexin de audfonos.

    Ambos casos, se llevan a cabo gracias a los com-

    ponentes utilizados en la tarjeta de circuito im-

    preso AU-208/ 210/ 212 (figura 8).

    Circuitos del servo

    Los circuitos del servo en un reproductor DVD

    estn compuestos por el servo de enfoque,

    t rack ing, desplazamiento o sledy de motor de

    disco o CLV. El mtodo de operacin de estos

    circuitos, depende del formato que se est utili-

    zando: DVD o CD. Veamos con ms detalle cada

    uno de estos sistemas.

    Servo de enfoque: DVD, CD mtodo astigmtico Servo de t rack ing: DVD deteccin de fase dife-

    rencial verificada

    Servo de t rack ing: CD sistemas de tres haces

    Servo de CLV: DVD, CD Velocidad lineal cons-

    tante

    Servo de sled: DVD/ CD mtodo de integracin

    Ci rcui to servo de enfoque

    Este sistema es comn para los modos DVD y

    CD. La seal del recuperador ptico se aplica alamplificador de RF (IC001), el cual compara las

    seales (A+C) y (B+D) y enva el resultado al servo

    IC701 como seal de error de enfoque.

    La seal de control de enfoque es amplificada

    por el circuito driveIC801, mismo que se encarga

    de aplicarla a la bobina de enfoque (figura 9).

    Cuando un disco DVD es reproducido, el punto

    de enfoque es conmutado hacia la primera y se-

    gunda capa, dependiendo del tipo de disco que

    se est empleando.

    Tabla 2

    Figura 8

    Tarjeta AU 208/210/212

    Estructura del sonido Dd (canales y frecuencias)

    Seales independientes 5.1 Seales

    Nmero de canales 3 + 2 + 0.1

    Frecuencias de trabajo canales

    Frontales L y R Hasta 20Khz estreo

    Frecuencia de trabajo bocina

    central Hasta 20Khz. Monofnico

    Frecuencia de trabajo

    canales posteriores Hasta 20 Khz

    Frecuencia de trabajo de Woofer 3Hz a 120Hz Monofnico

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    42/84

    40 ELECTRONICA y servi cio

    Ci rcuit o servo de tracking

    Este servo se encuentra estructurado por el cir-

    cuito IC701 y el circuito amplificador de R.F, este

    ltimo va a proporcionar el voltaje de seal de

    error.Cuando un disco CD se reproduce, las sea-

    les de E-F del p i ck -upse aplican al amplificador

    de RF IC001 para ser comparadas; el resultado

    se aplica al circuito servo IC701, como seal de

    error de t rack ing. Pero si se reproduce un DVD,

    las seales A-B-C-D del recuperador ptico se

    aplican al amplificador de RF IC001, para que

    primero compare las seales (A + C) y (B + D) y

    fije la polaridad (figura 10).

    La comparacin de fase se aplica hacia elswitchinterno selector CD/ DVD del amplifica-

    dor de RF, como seal de error de t rack ingDVD.

    Esta pasa a travs del amplificador RF IC001 para

    ser suministrada hacia el circuito de control del

    servo del t rack ingIC701; aqu es convertida en

    seal de control de t rack ing, y es enviada hacia

    el excitador ubicado dentro del circuito dr ive

    IC801. En la salida del excitador, la seal se in-

    yecta a la bobina de t rack ingubicada dentro del

    recuperador ptico. Y de esta manera se realizael seguimiento del t rackde disco.

    Ci rcui to servo de CLV

    ( vel oci dad li neal constant e)

    El control de giro del disco se lleva a cabo en un

    circuito independiente que controla al excitador de

    motor de disco IC801 por medio de una seal de con-

    trol; esta seal se obtiene al comparar una seal de

    reloj local de 27 Mhz (generada en el proceso de

    video) con la seal de datos leda del disco.

    Ci rcui to servo del sl ed

    El desplazamiento del pick u pse logra integran-

    do el voltaje que enva el t rack ing; este voltaje

    es convertido en pulso dentro del circuito servo

    IC701 y cada pulsacin es interpretada como una

    orden de deslizamiento del pick u p. Despus es-

    tos mismos pulsos son reforzados por el circui-

    to driveIC801, el cual se encargar de habilitaral motor sled(figura 11).

    Regiones

    El funcionamiento del reproductor de DVD es po-

    sible, siempre y cuando cada uno de los circui-

    A B

    D C

    1 2 3

    B+D

    A+C

    B+D

    A+C

    B+D

    A+C

    SERVO+-

    Amplificador

    de tracking2

    Tracking correcto

    1 3

    Tracking incorrecto

    Figura 10

    Integrador Amp

    Drive de

    tracking

    Drive M

    IC701 IC801

    Al drive

    de tracking

    MotorSled

    TE

    Figura 11

    A B

    D C

    A B

    D C

    A B

    D C

    A + C

    B + D

    FE (Focus Error)

    Fuera de foco Fuera de focoCorrecto

    Figura 9

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    43/84

    Figura 12 Figura 13

    tos que acabamos de describir opere correcta-

    mente; y adems, que el disco que se trate de

    reproducir est en condiciones adecuadas. Esto

    ltimo es importante, porque debe considerarse

    que el planeta se ha dividido en seis regionescon el nico fin de evitar la piratera de discos

    y de equipos (figura 12). Esto significa que no se

    puede reproducir un disco DVD de una regin

    determinada, en otra que no coincida con la del

    equipo que se est empleando. Si, por ejemplo,

    se adquiere un equipo de la regin 4 (que abar-

    ca desde Mxico hasta Chile), ste slo podr

    leer discos que se hayan producido para la mis-

    ma. El nmero de la regin determinada para

    cada equipo est seala en una etiqueta que lo

    identifica (figura 13).

    Sin embargo, muy recientemente han apare-

    cido en el mercado equipos de tipo multiregin,es decir, aparatos que pueden reproducir discos

    de cualquier regin. Pero hay que tener cuidado

    en la adquisicin de estos equipos, ya que ade-

    ms de su costo elevado, son introducidos al pas

    por importadores y no por las firmas o compa-

    as productoras, lo que significa que el servicio

    para estos equipos se ve limitado por la falta de

    informacin y de refacciones.

  • 8/12/2019 Electronica Servicio

    44/84

    42 ELECTRONICA y servi cio

    EL MECANISMO S ENLAS VIDEOGRABADORAS

    TRI-LOGIC

    JosLu is O r ozco Cua u t lec j i esa@in tm ex .com

    EL MECANISMO S ENLAS VIDEOGRABADORAS

    TRI-LOGIC

    Las videogr abad or as actu a les son

    m u y versti les, com pacta s y l iger as,