Iniciando los circuitos eléctricos

Primeros circuitos integrados. Transistores

De la batería a la microelectrónica


Si consideramos la batería eléctrica creada por Alessandro Volta (1745-1827) en 1800, como el gran inicio de la física eléctrica, hemos de decir que la electrónica, como rama individual de la ciencia, tiene en realidad tres fechas de partida. Aunque estas no se corresponden con aparentemente grandes descubrimientos mundialmente reconocidos, como el teléfono de Bell, o el “motor eléctrico” de Faraday, ni con las teorías de Maxwell, Ohm o Kirchhoff.

La primera fecha corresponde a 1883, cuando Thomas Edison (1847-1931) descubrió el efecto termoiónico al introducir una lámina metálica en bombilla incandescente. A la corriente producida entre el filamento y la lámina lo llamó “efecto Edison”.

Edison no parecía que fuera a ser recordado por este descubrimiento hasta que en  1903, el físico John Ambrose Fleming (1849-1945) encuentra una aplicación al efecto termoiónico desarrollando el primer DIODO.

El tercer paso lo dio Lee De Forest (1873-1961) en 1906, al añadir al diodo una rejilla de control junto al cátodo, que nos permite regular el paso de electrones. De esta forma nos  permitió amplificar las señales que antes solo podíamos transmitir de forma directa. Este nuevo tubo se denominó Triodo o Audion, y dio paso a los Amplificadores y al desarrollo de la radio, la televisión, etc.

Desarrollo de las válvulas de vacío

La paternidad de la electrónica como tal, varía según la literatura entre estos personajes que desarrollaron sus inventos en una época en la que otros físicos, como Thompson, desarrollaban teorías como el descubrimiento del electrón. Estas teorías podrían estar aparentemente más relacionadas con la electrónica, o al menos considerarse claves en su desarrollo, pero se han dejado en un marco más físico, o más concretamente electromagnético, debido a que la electrónica se ha separado de la física como una rama especializada en los sistemas que utilizan el flujo eléctrico, no en el propio flujo.

A lo largo de los años posteriores, paralelamente al desarrollo del electromagnetismo y la electrodinámica, fueron desarrollándose las válvulas de vacío haciéndolas más potentes y controlables.

Electrónica moderna impresa

Circuito impreso perforado

El siguiente paso importante en la electrónica fue en 1936 cuando Paul Eisler (1907-1992) creaba el primer circuito impreso, que abrió la puerta a la automatización de la fabricación de los componentes electrónicos, y por lo tanto a la comercialización de los aparatos eléctricos y al desarrollo de sistemas más complejos, como el primer computador digital electrónico en 1947.

En ese mismo año, se produjo el siguiente gran descubrimiento. El transistor. Descubierto por William Shockley,

Diferentes transistores

Diferentes transistores

John Bardeen, y William Brattain, que ganaron el Premio Nobel por él, sustituyó al triodo en los sistemas electrónicos por su potencia, versatilidad y fiabilidad, encontrándose hoy en día en todos los desarrollos.

El último gran empujón se produjo en 1958 cuando, gracias a los descubrimientos realizados en materiales semiconductores, Jack S. Kilby (1923-2005) y Robert Noyce (1927-1990), de forma paralela, patentaron el circuito integrado”. Más conocido como microchip o simplemente chip. Con este nuevo invento, primero fuimos capaces de diseñar complejos sistemas eléctricos dentro de pequeños elementos del tamaño de cucarachas. Y, posteriormente,  pasamos de los sistemas electrónicos fijos a los programables, haciendo la electrónica más dinámica y más accesible.

Microchips con célula fotovoltaicas

Microchips con célula fotoeléctricas

A partir de entonces el desarrollo de la electrónica ha estado evolucionando siguiendo un patrón que definió Gordon Moore (1929), cofundador de Intel, en 1965, en una conferencia. Esta teoría, fue reformulada y pasó a llamarse la ”Ley de Moore”. Según esta ley, el desarrollo de la tecnología sigue una progresión que duplica el número de transistores por unidad de superficie en los microprocesadores cada dos años.De esta forma, la capacidad de los circuitos integrados, y por lo tanto de los sistemas electrónicos, se duplica cada dos años.

Evolución descrita en la Ley de Moore

Evolución descrita en la Ley de Moore

Y, al menos hasta la fecha, esta progresión se ha cumplido, permitiendo que en un corto periodo de tiempo los sistemas electrónicos hayan pasado de grandes y complejos sistemas hechos a mano, a pequeños, versátiles y programables. A que se hayan colado en nuestras casa y en casi todos los rincones de nuestras vidas. Y a que incluso con pequeñas placas accesibles a nuestros bolsillos, como los Arduinos o las Raspberry Pi, todos y cada uno de nosotros podamos crear nuestros propios sistemas electrónicos.

Referencias:

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