Circuiti Integrati e Componenti Elettronici: Tipi, Classificazione e Funzionamento

Written at 07 Dicembre 2024 on italiano with a size of 12,03 KB.

Un circuito integrato (IC) è un piccolo tampone di materiale semiconduttore, un quadrato di pochi millimetri di superficie, sulla quale sono prodotti generalmente circuiti elettronici tramite fotolitografia, ed è protetto in un pacchetto di plastica o ceramica. Il recinto ha conduttori metallici opportuni per creare un collegamento tra il pad e un circuito stampato.

Tipi

Ci sono tre tipi di circuiti integrati:

Circuiti monolitici: Sono costituiti da un singolo cristallo, in genere silicio, ma esistono anche in germanio, arseniuro di gallio, silicio-germanio, ecc.
Circuiti ibridi a film sottile: Molto simili ai circuiti monolitici, ma più complessi da fabbricare. Molti convertitori A/D e D/A a tecnologia ibrida sono prodotti fino a quando i progressi della tecnologia rendono possibile una resistenza precisa.
Circuiti ibridi a film spesso: Partono da circuiti monolitici. In realtà, i circuiti monolitici di solito non contengono capsule (ad esempio), transistor, diodi, ecc. su un substrato dielettrico, interconnessi con tracce conduttive. Le resistenze sono depositate tramite serigrafia e diventano idonee a tagli laser. Tutto questo è racchiuso in tappi di plastica o metallo, a seconda della potenza dissipata. In molti casi, la capsula non è "forma", ma è semplicemente una resina epossidica che protegge il circuito. Nel mercato ci sono circuiti ibridi come moduli RF, alimentatori, circuiti di alimentazione per autoveicoli, ecc.

Classificazione

SSI (Small Scale Integration) livello micro: 1-10 transistor
MSI (Medium Scale Integration) medio: 101-1.000 transistor
LSI (Large Scale Integration) di grandi dimensioni: 1.001-10.000 transistor
VLSI (Very Large Scale Integration) grande: 10.001-100.000 transistor
ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra-larga: 100.001-1.000.000 transistor
GLSI (Giga Large Scale Integration) giga di grandi dimensioni: oltre un milione di transistor

COILS

Sono terminali componenti passivi che generano un flusso magnetico quando sono attraversati da una corrente elettrica.
Sono costituiti da un filo di avvolgimento su un nucleo di materiale ferromagnetico o aria.
La sua unità di misura è l'Henry (H) nel sistema internazionale, ma di solito si impiegano sottomultipli come mH e µH.

Tipi di reattori

1. FISSO

Air Core

Il conduttore è avvolto su un supporto e poi ritirato, assumendo un aspetto simile a una molla. È utilizzato ad alte frequenze.
Una variante di quanto sopra si chiama solenoide e si differenzia per l'isolamento delle bobine e la presenza di una base che non deve essere cilindrica. Utilizzato quando si richiedono molte curve. Queste bobine possono essere considerate come due o più spire su un supporto e collegate in serie. Utilizzate anche per alte frequenze.

Solid Core

I valori di induttanza sono superiori a quelli precedenti a causa della loro alta permeabilità magnetica. Il nucleo è di solito un materiale ferromagnetico. I più comunemente utilizzati sono la ferrite e la FERROXCUBE. Quando si richiede una sostanziale tenuta in potenza e si vogliono eliminare frequenze, si utilizzano nuclei a bassa permeabilità (in forniture elettriche, in particolare). Così troviamo le impostazioni del proprio quest'ultimo. Le sezioni dei nuclei possono assumere la forma di EI, M, interfaccia utente e L.

Le bobine a nido d'ape sono usate nei circuiti di sintonizzatori radio nella gamma di onde medie e lunghe. La forma della liquidazione ad alti valori induttivi è realizzata in un volume minimo.
Le bobine con nucleo toroidale sono caratterizzate dal fatto che il flusso generato non si diffonde verso l'esterno e la forma crea un flusso magnetico chiuso, dando loro una grande prestazione e precisione.
La ferrite spira su un nucleo di ferrite, di solito cilindrico, con applicazioni in radio è molto interessante dal punto di vista pratico perché permette di essere utilizzata come antenna posizionata direttamente sul ricevitore.

Le bobine incise su un circuito stampato hanno il vantaggio di un costo ridotto, ma sono difficili da regolare dal nucleo.

Trasformatore

Il trasformatore è una macchina elettrica che può aumentare o diminuire la tensione in un circuito elettrico di corrente alternata, mantenendo la frequenza. Il potere che entra nel trasformatore, nel caso di un trasformatore ideale, cioè senza perdite, è uguale a quello ottenuto in uscita. Le macchine reali hanno una piccola percentuale di perdite, a seconda del loro design, dimensioni, ecc.

I trasformatori sono dispositivi basati sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica e sono composti, nella loro forma più semplice, da due spire su un nucleo chiuso di ferro dolce o di ferro silicio. Le bobine o avvolgimenti sono detti primario e secondario, a seconda che entrino o escano dal sistema in questione, rispettivamente. Ci sono anche trasformatori con sovra-avvolgimenti, in questo caso ci può essere un avvolgimento "terzo", di tensione inferiore a quello secondario.

Il transistor è un dispositivo elettronico a semiconduttore che funge da amplificatore, oscillatore, switch o raddrizzatore. Il termine "transistor" è una contrazione in lingua inglese di transfer resistor (resistenza di trasferimento). Attualmente si trovano in quasi tutte le apparecchiature di uso quotidiano: radio, televisori, registratori, lettori audio e video, forni a microonde, lavatrici, automobili, impianti di refrigerazione, allarmi, orologi al quarzo, computer, calcolatrici, stampanti, lampade fluorescenti, apparecchiature a raggi X, scanner, scanner a ultrasuoni, lettori mp3, telefoni cellulari.

Un diodo (in greco: due strade) è un dispositivo semiconduttore che permette il passaggio di corrente elettrica in una direzione, con caratteristiche simili a un interruttore. In termini semplici, la caratteristica di un diodo (IV) è costituita da due regioni: sotto di una certa differenza di potenziale, si comporta come un circuito aperto (senza cavi), e soprattutto come un circuito chiuso con una resistenza elettrica molto piccola.

Un interruttore elettrico è un dispositivo utilizzato per deviare o interrompere il flusso di corrente elettrica. Nel mondo moderno ci sono innumerevoli applicazioni, che vanno da un semplice interruttore che accende o spegne una lampadina, a un interruttore automatico complicato controllato da un computer multistrato.

La sua espressione più semplice è costituita da due contatti metallici di acciaio che agiscono. I contatti, solitamente separati, si riuniscono per permettere il flusso di corrente. La parte mobile in uno dei loro posizioni mette sotto pressione i contatti per tenerli insieme.

Circuito di Valutazione

Pulsanti

Conosciuti anche come interruttori a pulsante. Questo tipo di interruttore richiede all'operatore di mantenere la pressione affinché i contatti siano collegati. Un esempio del loro uso può essere trovato nei timbri delle case.

Numero di poli

È la quantità di circuiteria che controlla il singolo interruttore. Un interruttore a polo singolo è quello che usiamo per accendere una lampada. Sono disponibili in due o più poli. Per esempio, se si deve accendere un motore di 220 volt, mentre una luce a 12 volt ha bisogno di un interruttore a 2 poli, un polo per il circuito di 220 volt e uno per i 12 volt.

Numero di vie

È il numero di posti che dispone un interruttore. Ancora una volta, l'esempio di un interruttore a senso unico viene utilizzato per accendere una lampada, mentre un'altra luce si spegne.

Sono disponibili in due o più vie. Un esempio di un interruttore a 3 vie è quello che potremmo usare per controllare un semaforo, accendendo una lampadina di ogni colore per ciascuna delle posizioni o rotte.

Abbinamenti

È possibile combinare le tre classi precedenti per creare diversi tipi di interruttori. Nella tabella qui sotto possiamo vedere un esempio di uno switch DPDT.

Resistenza elettrica

Si chiama resistenza elettrica, in genere simboleggiata come R, la difficoltà o l'opposizione presentata da un corpo al passaggio di corrente elettrica. Nel Sistema internazionale di unità, il suo valore è espresso in ohm, che è designato con la lettera greca omega maiuscola (Ω). Per quanto vi siano diversi metodi, tra cui l'uso di un ohmmetro.

Questa definizione è valida per DC e AC nel caso di puri elementi resistivi, cioè senza componenti induttivi o capacitivi. Da lì, queste componenti reattive, l'opposizione presentata al flusso di corrente si chiama impedenza.

A seconda della grandezza di questa opposizione, le sostanze sono classificate come conduttori, isolanti e semiconduttori. Ci sono anche alcuni materiali per i quali, a determinate condizioni di temperatura, c'è un fenomeno chiamato superconduttività, in cui il valore di resistenza è quasi zero.

Condensatore elettrico

In elettricità e elettronica, un condensatore, condensatore o di un condensatore è un dispositivo che immagazzina energia elettrica, è un componente passivo. È costituito da una coppia di superfici conduttive in grado di influenzare il campo elettrico totale (vale a dire, che tutte le linee del campo elettrico partiranno da una fermata all'altra), di solito sotto forma di tabelle, campi o piastre, separati da un materiale dielettrico (come quello usato in un condensatore di campo elettrico, perché agisce come un isolante) o il vuoto, che, a seguito di una differenza di potenziale (DDP), acquisisce una certa carica elettrica, una negativa e l'altra positiva (la carica totale è zero).

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