Appunti Fondamenti Elettronica

1. Sistemi E Dispositivi Elettronici

0. Inizio

Un Sensore è un dispositivo in grado di misurare una grandezza fisica non elettrica convertendola in una elettrica.

Un Attuatore è un dispositivo in grado di convertire un segnale elettrico in una grandezza fisica.

In questo corso non studieremo questi dispositivi, tuttavia siccome influenzano nel complesso possiamo assimilarlo al generatore di carica per non trascurare il loro effetto nel circuito.

1. Elettrotecnica ➔ Elettronica

1.1. Generatori

I generatori sono dispositivi che impongono a V o I un valore/funzione fissato.

• Tensione
• Caratteristica.
• Consuma Potenza
• Fornisce Potenza
• Corrente
• Caratteristica.
• Consuma Potenza
• Fornisce Potenza

Ricorda: quando spento è assimilabile ad un Cortocircuito

Ricorda: quando spento è assimilabile ad un Circo Aperto

1.2. Massa

È il nodo di riferimento del circuito, viene posto a V=0.

Non confondere con la "Terra".

1.3. Resistenza

1.4. Condensatore

I_e = e. d(V_e)/dt

Riferire la tensione al nodo A equivale a chiedere la tensione rispetto a massa.

1. Conversioni:
• Per eliminare residui in comune

2. Semiconduttori

2.1. Intensità di corrente

L'intensità di corrente è la quantità di carica che passa in un'area A per unità di tempo.Carica: Q = q₀ · n · A · vCorrente: I_d = Q / s = q₀ · n · A

Otteniamo che I = q · n · A · m.V = V · V = E · M · SI = V/R, è 2^a legge di OHM

La Resistenza indica la tendenza di un corpo ad opporsi al passaggio di corrente, èuguale a R = L^l / A · A · Sdove ρ è detta resistività del materiale e dipende del n⁰ di portatori liberi. Dividiamo i materiali in 3 categorie:

• Conduttori → n⁰ portatorio elevato
• Isolanti → n⁰ portatori basso
• Semiconduttori → Via di mezzo

2.2. Il Silicio

Il Silicio è uno tra i più importanti semiconduttori, è un elemento del 4^o gruppo, quindi ha 4 elettroni nell’orbitale esterno. Per raggiungere l’ottetto elettronico si lega, tramite legami covalenti ad altri 4 atomi di Silicio, questi legami sono deboli, quindi possono zompare, facilmente e liberare dei portatori.

Il silicio ha un comportamento “elettrico” che dipende dalla temperatura. Tuttavia, posso far variare questo comportamento tramite il drogaggio consiste nell’inserire nel materiale atomi di gruppi diversi per alterare la sua natura.

• Tipo N: aggiungo atomi del 5^o gruppo → Ottengo un...
• Tipo P: aggiungo atomi del 3^o gruppo → Ottengo un “serbatoio” di lacune

Una diversa concentrazione di portatori nello stesso materiale porta ad avere un flusso di corrente, detta di diffusione dove I = q · D_n A (dn/dx)

Ogni volta che un elettrone si sposta l’atomo da cui si allontana ionizza e diventa carico positivamente allo stesso modo una lacuna lascia dietro di sé una carica negativa. Questo genera un campo elettrico che ostacola il movimento dei portatori, arrivando ad un equilibrio, dove si crea una zona di carica spaziale fissa detta "zona svuotata", che ha dimensioni pari a X_s = V(A²)_B(A) V(A_S)

6. Alimentatore DE

Un alimentatore DE necessità di trasformare la tensione derivante dalla rete elettrica e trasformarla da un segnale sinusoidale (AE) ad uno continuo (DE).

Per il cambio di voltaggio usiamo un trasformatore. A questo punto dobbiamo trasformare la

ancora eliminando la parte negativa mettendo un diodo in serie al

trasformatore, così da eliminare la semionda negativa ottenendo un raddrizzatore a singola onda. Per mantenere la tensione costante infine aggiungiamo un condensatore.

La resistenza causa una lenta discesa che prende il nome di RIPPLE: la discesa è

approssimabile ad una retta: _{|ΔV| = Vmax}. Per una stima conservativa basta prendere Δ t = T dove T = periodo Sinusoide.

Un problema di questo circuito è la corrente di spunto: nel condensatore sarà:

quindi all'inizio viene generato una grossa corrente che potrebbe danneggiare il circuito.

Per ovviare al problema del Ripple e della corrente di spunto

tradiamo come sfruttare anche la semionda negativa.

Con _{V1, V3 > 0} Con V_IN < 0

stesso modo D₃ ha la tensione minima all'anodo quindi è spento, D₄ e D₃ invece possono essere accesi. Con V_IN < 0 vale un discorso analogo dove abbiamo

mentre D_2, D₄ possono essere accesi. Il circuito con 4 diodi in

quella posizione è detto di raddrizzatore a doppia semionda.

In questo modo "elidiamo" la parte negativa, dimezzando il tempo tra una cresta ed un'altra, dimezzando anche il ripple, in questo modo possiamo usare una capacità che non esanti

(Y_out) anche la corrente di spunto.