Los componentes de un reloj electrónico. Los transistores

Los transistores son fundamento activo de la electrónica digital. En los relojes electrónicos de componentes discretos (EDC), el transistor era el elemento activo esencial. Todo comportamiento del circuito —división de frecuencia, generación de señales lógicas, almacenamiento de estados— dependía de cómo estos dispositivos controlaban el flujo de corriente. Entenderlos es comprender la base de la electrónica digital previa a la integración en LSI.

Qué es un transistor

Un transistor es un dispositivo semiconductor capaz de modular la corriente entre dos terminales mediante una señal aplicada en un tercero.

Su función principal en electrónica digital es actuar como interruptor controlado: permitir o bloquear el paso de corriente según reciba una señal de entrada.

Tipos de transistores usados en relojes electrónicos antiguos

· Transistores bipolares (BJT)

Los BJT fueron los más comunes en los primeros relojes electrónicos.

Características clave:

Tres terminales: emisor, base, colector. La corriente de base controla la corriente entre colector y emisor.

Se empleaban para construir puertas lógicas, amplificadores y etapas de conmutación. Su comportamiento es analógico, pero combinados adecuadamente permiten implementar funciones digitales.

· Transistores MOSFET

Aparecieron en diseños más avanzados, especialmente cuando el consumo energético se volvió crítico.

Terminales que los componen: source, gate, drain. La tensión en la puerta (gate) controla la conductividad del canal semiconductor.

Consumen menos energía que los BJT y permiten densidades mayores. En relojes EDC se usaban para etapas de conmutación de baja potencia y para controlar segmentos de displays LCD.

Cómo se integraban en el funcionamiento del reloj

· División de frecuencia

El cristal de cuarzo genera una señal estable de alta frecuencia.

Los transistores forman los flip‑flops y contadores que dividen esa frecuencia hasta obtener 1 Hz, el pulso que marca los segundos.

· Lógica digital

Combinando transistores se construyen puertas lógicas (AND, OR, NAND, NOR).

Estas puertas determinan cómo se procesan los pulsos y cómo se generan las señales internas del reloj.

· Almacenamiento de estado

Los flip‑flops, formados por transistores, almacenan bits: segundos, minutos, horas.

Cada transición del cuarzo actualiza estos estados.

· Control del display

Los transistores actúan como elementos de conmutación que activan segmentos LED o LCD. Su función es simplemente permitir o impedir el paso de corriente hacia cada segmento.

Por qué este componente es fundamental

El transistor es el bloque básico sobre el que se construye toda la electrónica digital.

En los relojes EDC, cada función era visible y separada: contadores, puertas, drivers… todos ellos hechos a partir de transistores individuales.

Comprenderlos es imprescindible para entender cómo funcionaban aquellos relojes antes de que todo se integrara en un único chip LSI.

Los componentes de un reloj electrónico. La tecnología LSI

→De componentes discretos a LSI: cómo evolucionaron los relojes electrónicos.

Los relojes digitales antiguos estaban hechos con componentes discretos: cada transistor, cada resistencia, cada condensador, cada puerta lógica… todo separado, soldado uno a uno.

Los relojes modernos usan LSI (Large Scale Integration): un único chip que contiene miles de componentes internos funcionando como un mini‑cerebro.

→ Qué eran los relojes electrónicos de componentes discretos

Los primeros relojes electrónicos (finales de los 60 y principios de los 70) eran casi como mini ordenadores hechos a mano:

 — Cada función del reloj se construía con piezas individuales: transistores, resistencias, condensadores, puertas NAND, flip‑flops…

Componentes discretos:

· Oscilador de cuarzo

 — Ya existía, pero su señal debía dividirse con circuitos hechos de puertas lógicas físicas.

· Divisores de frecuencia

 — Se hacían con contadores electrónicos montados a base de flip‑flops discretos.

· Drivers de pantalla

 — Controlaban LEDs o LCD primitivos, también con componentes separados.

Eran relojes grandes, caros, que consumían bastante energía, y muy sensibles a fallos porque cada soldadura era un punto débil. Sin embargo, también eran relojes donde se podía ver a simple vista cada componente, y por lo tanto, más fáciles de reparar.

Esos relojes eran como puzzles electrónicos: cada pieza tenía una función clara y visible.

→ Qué son los relojes digitales con LSI

A partir de mediados de los 70 llegó la revolución: LSI (Large Scale Integration).

· LSI

 — Miles de transistores integrados en un solo chip.

Todo lo que antes eran docenas de componentes separados ahora se convertía en un único circuito integrado, en donde el chip ya incluía:

- Divisor de frecuencia

- Contadores

- Lógica de control

- Driver para la pantalla

- Gestión de energía

Resultado: relojes pequeños, baratos, fáciles de producir en masa, precisos, duraderos, y con pilas de gran autonomía.

El silencio del tiempo

Un reloj digital no hace tic‑tac. Y aun así, te recuerda que el tiempo sigue.  

El silencio también puede ser un recordatorio.

La claridad de un número

Un reloj digital no te pide interpretar nada. Te entrega la hora sin metáforas, sin adornos, sin dudas.  

A veces la sinceridad cabe en cuatro dígitos iluminados.

¿Qué tiene el Casio A140 para costar 80 euros?

Todos sabemos que "vidrio" significa que es de cristal (mineral, zafiro, etc.).

Resina, sin embargo, significa plástico (normalmente acrílico o un policarbonato transparente).

Así que "vidrio de resina" es un oxímoron: o es vidrio o es resina, pero no ambas cosas a la vez. Sería mucho más correcto decir simplemente "cristal acrílico", "cristal de resina" o, mejor aún, "plástico transparente de resina". Llamarlo "vidrio" induce a pensar que es un cristal mineral cuando no lo es.

Y luego está el precio. Ese Casio A140WE-2A cuesta 79,90 €, cuando técnicamente ofrece muy poco:

- Caja de resina (plástico).

- Cristal acrílico (plástico).

- Resistencia al agua básica.

- Módulo muy sencillo.

Es decir:

- Sin cristal mineral.

- Sin caja metálica (ni siquiera el más cutre zamak).

- Sin Tough Solar.

- Sin radiocontrol.

- Sin Bluetooth.

... sin temporizador, sin calendario automático...

O sea, pagas principalmente por el diseño retro, el acabado del brazalete y, sobre todo, la marca Casio.

Hace diez o quince años un reloj con esas características costaba 25 o 30 €. Hoy se acerca a los 80 €, lo que hace que mucha gente tenga la obvia impresión: el precio ya no guarda una relación evidente con los materiales, con las funciones, ni con la construcción. Sólo con la estética.

De hecho, es curioso que en la propia página oficial destaquen como grandes virtudes cosas como "batería de larga duración", "correa autoajustable" o "resistente al agua", características que hace años se daban por supuestas incluso en relojes bastante más baratos.

Y es que una cosa es que un producto tenga un precio elevado por su diseño o por el valor de la marca, y otra distinta es presentar un plástico como si fuera "vidrio". Esa terminología, cuanto menos, resulta confusa y da una impresión bastante poco transparente.

Nuevos Q&Q digitales de estupenda visibilidad

Preciosos los nuevos modelos que la marca de Citizen acaba de lanzar. Se trata de los QQ G40A, que se podrán encontrar en cuatro variantes (dos con display en positivo, y dos en negativo), ofrecen una resistencia al agua de 100 metros, y entre sus funciones se incluye temporizador,  cronógrafo, alarma y señal horaria. 

La caja, cristal y correa son de resina, con una curiosa protección en los laterales. 

Quizá el punto más controvertido sean sus dimensiones, con una caja de nada menos que 54 mm., y un peso de 57 gr.