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    I circuiti integrati

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    TOMMY's
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    I circuiti integrati

    Messaggio Da TOMMY's il Lun Ago 18, 2008 5:29 pm

    L'avvento dei circuiti integrati ha senz'altro cambiato il modo di
    pensare, ovvero di progettare un circuito elettronico. Quando si lavora
    con componenti singoli, detti "discreti", ci si preoccupa di
    determinare per ognuno di essi le giuste condizioni di funzionamento,
    in termini di tensioni e correnti, e quindi di collegare un componente
    all'altro in modo da ottenere un corretto comportamento d'insieme. Con
    i circuiti integrati, invece, si ragiona a "blocchi", ovvero a funzioni
    logiche.
    Un circuito integrato contiene al suo interno un numero elevatissimo di
    componenti: principalmente transistor, ma anche resistenze, diodi ed
    altro.
    Un amplificatore operazionale u741
    Naturalmente
    non si tratta di transistori confezionati nel loro involucro e dotati
    di zampe di collegamento, come quelli visti nelle lezioni precedenti;
    occorre infatti pensare che il cuore di un transistor non è altro che
    una minuscola particella di silicio (o altro materiale semiconduttore)
    opportunamente trattato, e che realizzando i collegamenti con
    procedimenti studiati al microscopio è possibile ottenere su una
    piastrina di pochi millimetri quadrati un circuito completo formato da
    migliaia di transistori.
    Non è pensabile cercare di capire come funziona un circuito integrato
    al suo interno, anche avendone uno schema dettagliato. La complessità
    di alcuni di essi è infatti notevole, tra l'altro per il motivo che
    certi componenti, facilmente disponibili nei circuiti tradizionali (ad
    esempio i condensatori), non possono essere realizzati in spazi così
    ridotti ed allora si ricorre a circuitazioni che sostituiscono
    determinate funzioni a spese di un notevole aumento del numero di
    componenti di altro tipo, più facilmente realizzabili con quelle
    tecnologie.
    Si faccia tuttavia attenzione a non abusare dei circuiti integrati: a
    volte è molto più semplice usare tre o quattro transistor, piuttosto
    che cercare l'integrato che svolga quella particolare funzione;
    inoltre, mentre lavorando con componenti discreti (cioè componenti
    sfusi, come quelli usati fino ad ora) si consegue una migliore
    comprensione, il circuito integrato si presenta come una magica scatola
    nera! Per concludere: usiamoli soltanto quando non se ne può fare a
    meno.

    Gli amplificatori operazionali


    Ma facciamo qualche esempio pratico: un circuito integrato molto
    diffuso è il cosiddetto "amplificatore operazionale". Fondamentalmente
    si tratta di un circuito caratterizzato da una grande sensibilità,
    ovvero da un elevato fattore di amplificazione. Uno dei suoi impieghi
    più caratteristici consiste nel confrontare due tensioni, applicate ai
    suoi ingressi, che sono due (uno detto invertente ed uno non
    invertente): in funzione di tali tensioni, l'uscita dell'amplificatore
    operazionale assume generalmente un valore limite, vale a dire zero o
    massimo.
    Vedremo in seguito questi componenti in maniera più dettagliata, esaminandone qualche applicazione pratica.
    I regolatori di tensione


    Atri circuiti integrati sono i regolatori di tensione. Una volta, per
    costruire un alimentatore stabilizzato, cioè in grado di fornire in
    uscita una tensione ben stabile, indipendentemente dalla corrente
    assorbita, era necessario mettere insieme diversi componenti,
    realizzando uno schema più o meno complesso; adesso, con un apposito
    circuito integrato che ha solo 3 piedini da collegare, chiunque può
    costruirsi con estrema facilità un ottimo alimentatore di elevate
    caratteristiche. Per cominciare faremo uso proprio di un integrato
    appartenente alla famiglia dei regolatori di tensione, della serie
    L7800.
    Il
    suo aspetto è quello che si vede in figura: ci sono solo 3 piedini di
    collegamento, ovvero un ingresso, un'uscita ed il collegamento di
    massa, che in inglese viene chiamato "ground". Il suo impiego è
    piuttosto semplice, e noi lo useremo in abbinamento all'alimentatore
    descritto nelle parti 2 e 3 di questo corso. In funzione della tensione
    che vogliamo ottenere in uscita, dovremo comprare un diverso integrato,
    come si vede nella tabella.
    Naturalmente, se ci occorre in uscita una tensione superiore a 9 volt,
    non potremo utilizzare l'alimentatore così come descritto nelle parti 2
    e 3, poichè in quel caso si prevedeva una tensione di uscita di circa
    12 volt, ma senza stabilizzazione. Questi circuiti integrati sono in
    grado di regolare perfettamente la tensione, nel senso che la abbassano
    con precisione al valore richiesto, ma se la tensione che ricevono in
    ingresso non è abbastanza alta, non possono certo funzionare. Occorre
    quindi utilizzare per il nostro alimentatore un trasformatore che dia
    sul secondario una tensione più alta, pari a circa una volta e mezzo
    quella di uscita. Ad esempio, per un' uscita di 12 volt, useremo
    l'integrato L 7812 con un trasformatore che fornisce da 15 a 18 volt;
    per un'uscita di 18 volt useremo l'integrato L 7818 con un
    trasformatore che fornisce da 24 a 27 volt, e così via.
    I circuiti integrati della serie L7800 sono in grado di erogare una
    corrente di 1 ampere; quindi per sfruttare in pieno le loro
    caratteristiche occorre che anche il trasformatore usato
    nell'alimentatore possa dare tale corrente senza surriscaldarsi. Tutti
    i dati necessari sono comunque riassunti nella tabella qui sotto.


    tensione in uscitasigla del circuito integratotensione del trasformatorepotenza del trasformatore
    5 voltL 7805circa 7 voltcirca 8 watt
    7,5 voltL 7875circa 10 voltcirca 12 watt
    9 voltL 7809circa 13 voltcirca 15 watt
    12 voltL 7812circa 15 voltcirca 20 watt
    15 voltL 7815circa 18 voltcirca 25 watt
    18 voltL 7818circa 24 voltcirca 30 watt
    24 voltL 7824circa 30 voltcirca 40 watt



    Lo schema illustra il modo di impiegare il circuito integrato, in
    unione all'alimentatore visto nelle lezioni precedenti. In pratica
    l'uscita dell'alimentatore arriva all'integrato, sul piedino di
    sinistra, mentre il piedino centrale è collegato alla massa del
    circuito. Sul piedino di uscita (quello di destra) sarà disponibile la
    tensione di uscita, perfettamente stabile, e di valore corrispondente a
    quella nominale dell'integrato (in figura è stato scelto, come esempio,
    un regolatore per 12 volt di uscita). Se intendete far funzionare il
    circuito alla massima potenza e per tempi lunghi è consigliabile
    provvedere al raffreddamento del circuito integrato; esso è infatti
    dotato di un apposito foro che permette di fissarlo, tramite vite con
    dado, su una piastrina metallica, di alluminio o di rame, atta a
    dissipare il calore. Fate attenzione che tale piastrina non vada a
    toccare i piedini dell'integrato stesso nè altre parti del circuito,
    perchè potrebbe creare contatti accidentali e causare danni a qualche
    componente.


    _________________
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    شؤهشخ ش فعففه يش فثيث

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