Transistore
Dispositivo elettronico a semiconduttore (in genere silicio o germanio), munito di tre elettrodi, e in cui la resistenza elettrica può essere fatta variare entro certi limiti (il termine transistor deriva dall’inglese transformer resistor, ossia trasformatore di resistenza). Il t. ha soppiantato nella maggior parte delle applicazioni la valvola termoionica (o triodo), di cui essenzialmente svolge le fuzioni: per es., è in grado di amplificare segnali elettrici. Il tipo più tradizionale di t. è il t. bipolare, in quanto alla conduzione partecipano sia gli elettroni sia le lacune, o cariche positive (v. semiconduttori). E' costituito da un cristallo di silicio (o di germanio) che presenta zone di drogaggio p o n (in cui prevalgono rispettivamente le cariche positive o quelle negative), distribuite alternativamente in tre strati p-n-p o n-p-n (le superfici che separano le zone n da quelle p sono dette giunzioni pn). La regione mediana, più sottile, è detta base e le regioni da essa separate prendono il nome di emettitore e di collettore: le tre regioni costituiscono i tre elettrodi. Il transistor è parte di qualsiasi dispositivo elettronico attuale, sia in modo individuale che facendo parte di circuiti integrati. Esiste una gran varietà di transistor: di bassa, media e grande potenza, per utilizzazione in bassa frequenza, microonde, radio-frequenza eccetera, Questo tipo di transistor è chiamato bipolare, benché ci siano altri dispositivi simili che hanno altri nomi.
Saraca Emanuele
Costruzione di un transistor
Per costruire transistor, o circuiti integrati, dobbiamo disporre di silicio di straordinaria purezza. Il silicio depurato ha forma cilindrica di circa 5 cm di diametro; prima di iniziare la diffusione sulle impurità di tipo P o tipo N si taglia in piccole rondelle. Su ogni rondella, prima di tagliarla, si formano diversi transistor o circuiti integrati, applicando successivi strati di impurità, ossidazioni o metalliz-zazioni. Una volta finalizzato il procedimento si inizia a tagliare a pezzi, per separare ogni transistor o circuito integrato. A ognuno di questi frammenti si dà il nome di "chip", perché è un pezzo piccolo di materiale, che poi dobbiamo attaccare a un supporto e collegare ai terminali, tre nel caso di transistor, molti di più se si tratta di un circuito integrato. Già ci appare chiaro che la parola chip si applica al pezzo di silicio che forma il "cuore" di un semplice transistor, o quello di un sofisticato circuito integrato, che può raggiungere una dimensione abbastanzagrande.
Saraca Emanuele
Diodo
Componente elettronico a due terminali (anodo e catodo) che permette il passaggio di corrente in una sola direzione. Poiché il diodo lascia passare solo la parte di corrente che circola in un senso e non nell’altro, viene usato per “raddrizzare” la corrente alternata degli impianti elettrici (che scorre periodicamente in un senso e nell’altro del circuito) trasformandola in corrente continua (che scorre invece in un senso solo), necessaria per l’uso di numerosi dispositivi, per es. il televisore. I primi tipi di diodi sono stati i diodi a vuoto e a gas, il tipo più semplice di tubo elettronico. Oggi sono estremamente diffusi quelli a giunzione, costituiti da materiali semiconduttori (v.).
• Diodi a vuoto e a gas. All’interno di una ampolla di vetro in cui è fatto il vuoto un filamento, riscaldato dal passaggio di una corrente, emette elettroni per effetto termoelettronico o termoionico . All’interno dell’ampolla c’è anche una placca metallica: se questa è portata a potenziale positivo rispetto al filamento (che quindi è negativo), gli elettroni emessi dal filamento possono essere raccolti dalla placca e circola corrente. Se si invertono le polarità, gli elettroni emessi sono respinti dalla placca e la corrente non circola. I diodi a gas differiscono dai precedenti solo per la presenza nell’ampolla di vetro dove sono immersi gli elettroni di un gas rarefatto al posto del vuoto spinto.
• Diodi a giunzione a semiconduttori. Sono costituiti in genere da una piastrina di silicio o di germanio in forma cristallina. Durante la lavorazione vengono introdotte impurità nel cristallo di una parte della piastrina (secondo un procedimento chiamato drogaggio) in modo che alcuni elettroni possano muoversi con facilità: questa parte viene chiamata regione n. L’altra parte è drogata con sostanze diverse, che creano nel cristallo delle lacune positive, cioè spazi che possono essere occupati da un elettrone: viene chiamata regione p. La zona di separazione fra le due parti è detta giunzione p-n. Quando la regione p è posta a polarità positiva e quella n a polarità negativa gli elettroni possono passare dalla parte n a quella p, quindi circola corrente. Se le polarità sono invertite la corrente non circola. Vengono costruiti molti tipi di d. a semiconduttori, con drogaggi differenti e differenti caratteristiche di funzionamento.
Saraca Emanuele
Condensatori
Due elementi metallici separati dal vuoto o da un isolante costituiscono un condensatore. I due elementi metallici si chiamano armature e su di esse, sono in genere, presenti due cariche elettriche uguali ed opposte. Si chiama carica del condensatore quella presente sull'armatura positiva.Tra le due armature esiste anche una differenza di potenziale che si chiama: "differenza di potenziale sul condensatore". In un condensatore le cariche sono direttamente proporzionali, per cui il loro rapporto è costante e il rapporto tra la carica Q e la tensione V si chiama: "capacità del condensatore" la cui unità di misura si chiama Farad. La capacità di un condensatore può dipendere: dalla grandezza delle armature e dalla forma, dalla loro distanza e dalla presenza o meno di un isolante tra le armature.
Altri componenti passivi di uso frequente sono i condensatori, che possiamo suddividere in fissi più utilizzati e varabili, meno usati. I condensatori fissi, a loro volta, si dividono in polarizzati e non polarizzati: i primi portano impresso il valore della loro capacità, la massima tensione di lavoro e la polarità. Tensione e polarità sono fattori molto importanti: la tensione è in relazione alle dimensioni e al costo dell'elemento, mentre la polarità viene sempre stampata sul corpo dell' elemento, sia al terminale positivo che a quello negativo. Anche sui condensatori non polarizzati vengono stampati il valore della capacità e della tensione d'utilizzo.
Saraca Emanuele
Led
I fotodiodi sono costituiti da una giunzione pn piatta che è in grado di rilevare luce e radiazioni infrarosse. Sono molto diffusi i diodi emettitori di luce più noti come LED (Light Emitting Diode), costituiti da giunzioni pn ad arseniuro o fosforo di gallio che, sotto polarizzazione diretta, emettono luce, rispettivamente rossa o verde. La luce è emessa quando il diodo viene eccitato da un passaggio di corrente emettendo un certo numero di fotoni che è proporzionale all'intensità applicata. Per quanto riguarda la tensione, in un circuito il comportamento dei Led è simile a quello di un normale diodo. Per quanto riguarda la caduta di tensione in polarizzazione diretta, è compresa tra 1,2 e i 2 volt e dipende dal colore del diodo, la più bassa è per il rosso. La tensione sopportata dai Led in senso inverso, invece è piccola, tra i 5V e i 25V, a causa della maggior concentrazione di impurità ed è necessarioa a una efficace produzione di radiazioni luminose.Solitamente si presentano sotto forma di un solo diodo a due terminali, e ai giorni nostri sono usati per rimpiazzare la maggior parte delle lampade segnaletiche grazie al minor costo e alla maggiore durata: non hanno infatti alcun filamento che si possa fondere e inoltre resistono benissimo alle vibrazioni.
Saraca Emanuele
LED a infrarossi
I diodi emettitori di luce infrarossa meritano una menzione
speciale; sono praticamente uguali ai diodi LED, sia dal punto di vista dell'aspetto che da quello del funzionamento: la differenza consiste nel fatto che la luce emessa è nella zona degli infrarossi e quindi non è una luce visibile. Questi diodi sono quelli comunemente utilizzati nei telecomandi degli apparecchi audio e TV
Saraca Emanuele
Anodo e catodo
A prima vista, abbiamo due modi per riconoscere ciascuno dei terminali di un diodo LED: il primo è cercare il terminale più lungo: il terminale corrispondente all'anodo, infatti, è più lungo di quello corrispondente al catodo. Con il secondo possiamo identificare il catodo, ricercando la parte piatta a cui quest'ultimo è vicino.
Saraca Emanuele
ALIMENTATORE REGOLABILE DA 2 A 25 VOLT
Pubblico di seguito lo schema di un alimentatore basato sull'integrato LM317 della National; applicando in ingresso una tensione di circa 28 V, la tensione in uscita, che risulta perfettamente stabilizzata, può essere regolata da 2 a 27 V, semplicemente ruotando il potenziometro da 5 kilo-ohm (!DEVE ESSERE DI TIPO LINEARE!).
La tensione alternata del trasformatore viene raddrizzata da un ponte di diodi (o 4 diodi singoli). Il condensatore da 2200 µF provvede al livellamento, mentre quello piccolo da 0,01 µF(io ho fatto senza), in parallelo, interviene nel caso di picchi ad alta frequenza, compensando l'induttanza dell'elettrolitico. La tensione entra sul piedino 3 dell'integrato (visto davanti). Dal piedino centrale esce la tensione regolata, mentre sul piedino 1 è collegata la rete di regolazione, composta dalla resistenza da 240 Ω e dal potenziomento da 5 kΩ. Ricordate di ponticellare due dei tre terminali del potenziometro. L'alimentatore può fornire una corrente massima di 1,5 A.
Saraca Emanuele
Lambda meter
Vi presento un progetto molto semplice che permette di monitorare la carburazione di tutti i motori a scoppio a benzina dotati di sistema di iniezione elettronica della benzina (auto e moto)
Una piccola introduzione sintetica sulla carburazione:
E’ noto che la carburazione ottimale di un motore si ottiene quando viene raggiunto un rapporto stechiometrico aria/benzina pari a 14,7 cioè 14,7 parti di aria per bruciare 1 parte di benzina
Il nostro motore ad iniezione utilizza la sonda lambda per analizzare i gas di scarico in base alla concentrazione di ossigeno rilavato.
La sonda lambda ha 4 fili:
2 sono l’alimentazione a 12v per una resistenza che funge da riscaldatore
2 sono l’uscita del segnale (massa in comune e positivo)
Il segnale della sonda lambda varia da 0-1 volt con una frequenza di circa 1,5 hz
Valori da 0 a 0,4 volt corrispondono ad una carburazione povera di benzina e ricca di aria
Valori 0,5 volt corrispondono alla carburazione ottimale
Valori da 0,6 ad 1 volt corrispondono a carburazione grassa
La sonda lambda per essere efficiente deve variare la tensione continuamente,il nostro strumento ci dara’ quindi anche informazioni sullo stato d’usura del sensore in questione.
Il lambda-meter in pratica, si comporta come un voltmetro da 0-1 volt che in maniera grafica visualizza, tramite una barra di led colorati, l’andamento del segnale fornito dalla sonda, monitorando senza interruzione lo stato della carburazione.
Ho realizzato la versione piu’ semplice a 10 led utilizzando un LM3914
Ho ottenuto
Rlo= 0 volt mettendo il pin 4 a massa
Rhi=1 volt utilizzando una resistenza da 330 ohm tra pin 6 e pin 7
La seconda resistenza da 1,5K seve unicamente per regolare l’intensita di accensione dei led
Il primo led quindi si accendera’ quando sul pin 5 ci sara’ una tensione di 0 volt ed il decimo led si accendera’ quando ci sara’ una tensione di 1 volt.
Tra un led ed il successivo c’è una differenza di 0,1 volt
l’ho provato su una vecchia fiat cinquecento con motore 900I consiglio di far riscaldare bene il motore perché la sonda lambda necessita di una temperatura elevata per poter funzionare correttamente.
Saraca Emanuele
Spia Led 220Vac
L'idea è stata quella di collegare un led ad alta luminosità direttamente alla tensione di rete 220Vac e di integrarlo in un tappo modulare delle prese del mio impianto elettrico (Vimar Plana). Lo schema l'ho trovato sul web mentre l'installazione è stata personale.
Il condensatore mi crea la caduta di tensione mentre il diodo D1 mi protegge il led. La reisistenza mi garantisce una protezione del led quando vado ad alimentare il circuito.
Per collegare più led in serie è necessario rivedere i valori del condensatore. Per facilitare le cose ho provveduto ad elaborare questo foglio di calcolo...la scelta del condensatore sarà quella più vicina al valore commerciale comparato al risultato dei calcoli.
(!!PER IL FOGLIO DI CALCOLO ANDARE ALL'AREA DI DOWNLOAD QUI A DESTRA!!)
Spiegazione al file .xls:
1) Conoscere la tensione di alimentazione. In questo caso 220Vca intesa come Veff. quindi pari a 325 Vpicco.
2) Conoscere le caratteristiche del/dei led. Esempio: 3V, 15 mA.
3) Decidere quanti led vuoi usare. Es 3 Led e calcolare la tensione necessaria: 3led x 3V = 9V.
4) Calcolare la differenza che deve cadere sul condensatore: 325V - 9V = 316V.
5) Applicare le formule. Usando 316V al posto di 325 per calcolare la reattanza (R):
316/0.015mA = 21067 ohm. (Sul sito avrei dovuto fare non 325 bensi 325-3=322, ma ho trascurato).
6) Calcolare la capacità che a 50Hz (frequenza di rete) offre la reattanza voluta:
C = 1/(2x3.14x50x21067 ohm) = 0.000000151 Farad, ossia 151 nF.
Saraca Emanuele
DISSOLVENZA PER LUCI DI CORTESIA
Il circuito presentato genera l’effetto dissolvenza applicabile alle luci di cortesia di un auto.
Basta inserirlo prima della lampadina che vogliamo si spenga in modo soft ed eventualmente regolare il tempo di spegnimento.
Abbiamo bisogno di solo 3 componenti: un transistor TIP120 (o simile), un condensatore da 1000uF-25V e una resistenza da 4,7Kohm.
Ai punti 1 e 2 di sinistra andranno collegati i fili che vanno alla lampadina o led.
Il tempo viene regolato dai valori di C1 ed R1 secondo la seguente relazione:
t=1.2*R1*C1
Con un semplice potenziometro (R1) possiamo regolare comodamente la coda di spegnimento a nostro piacere(tenendo bene in mente di ponticellare due dei tre terminali.
E’ opportuno che il transistor TIP120 sia montato su un’aletta di raffreddamento per dissipare il calore sviluppato solo in caso di un utillatore che assorba molta corrente .
La piedinatura del transistor è visibile in questo schema.
s questo sito http://www.learn-c.com/tip120.pdf è possibile visualizzare il datasheet del transistor nel quale è illustrato anche un sircuito alternativo da poter sostituire al transistor.
Saraca Emanuele
