Los circuitos integrados pueden ser fáciles de entender con los profesores adecuados

Publicado el 29/May/2019

Si eres apasionado de la electrónica, quizás alguna vez trataste de comprender cómo funcionan realmente los chips de silicona. ¿Cómo un fragmento de vidrio contaminado a propósito maneja el control sobre los electrones? De vez en cuando, a alguien se le ocurre una ayuda de aprendizaje que hace que estos conceptos abstractos sean realmente fáciles de entender, y este fue el caso de uno de los stands en la Maker Faire Bay Area. Esto es un gran ejemplo de lo mejor que Maker Faire representa.

Windell Oskay, Lenore Edman, Eric Schlepfer, John McMaster y Ken Shirriff tomaron un chip lógico de 50 años de antigüedad y lo dejaron al descubierto para cualquiera que se detuviera y preguntara qué había en exhibición. El Fairchild μL914 es una compuerta doble NOR, y la edad es importante porque el silicio no es solo simple, sino que es enorme para los estándares de hoy en día, por lo que es relativamente fácil mirar dentro con las herramientas adecuadas.

John McMaster, quien tiene un sitio web llamado Silicon Pr0n, decapó el chip (así como un ATmega328 que estaba ejecutando el sketch Blink de Arduino con su silicio expuesto). Los visitantes del stand podían mirar a través del microscopio y ver el circuito por sí mismos. Pero mirar no significa entender, y ahí es donde brilla esta exhibición.

Para mostrarnos cómo funciona este chip, unas capas de acrílico cortadas por láser demuestran la base, el emisor y el colector de un solo transistor. El código de colores y la forma de este pequeño modelo facilitan la selección de los seis transistores del 941 en un modelo completo del chip. Esto te permite comenzar a rastrear la función del circuito.

Algo muy interesante son las resistencias en el diseño. Se produce una capa resistiva al dopar el semiconductor con impurezas, lo que hace que la conducción sea más deficiente. Pero, ¿cómo te enfocas en la resistencia deseada para cada parte? No es cambiando el dopaje, ese sigue siendo el mismo. El truco es hacer que la resistencia en sí tome una pista más grande. Más espacio físico para que viajen los electrones significa una resistencia más baja, y en el modelo puedes ver una buena resistencia ancha en la parte inferior derecha. La prueba para estos modelos fue la pieza final de exhibición, ya que el diseño de la pastilla de silicio se presentó como una placa de circuito con transistores discretos utilizados para recrear la funcionalidad del chip original.

Windell nos lleva a través de la presentación del stand en el video a continuación. Uno puede quedar impresionado por el desglose de estos conceptos y lo bien que ellos ayudan en la comprensión. Este es exactamente el tipo de cosas que hacen grande a Maker Faire.