Cenni teorici

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Relazione n. 06
a.s.
2008/2009
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“Enrico Fermi”
Francavilla Fontana(BR)
Alunno: Marco Sportillo
Classe: 4 A/Informatica
a.s. 2008/2009
Verificare sperimentalmente il circuito di accensione di un diodo lede di un display a sette
segmenti.
24 Gennaio 2009
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Relazione n. 06
a.s.
2008/2009
Indice
Cenni teorici
Materiale utilizzato
Procedimento
Raccolta ed elaborazione dei dati
Immagini, foto
Conclusioni
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Relazione n. 06
a.s.
2008/2009
Cenni teorici
Diodo
Il diodo è un componente elettrico che ha la funzione di permettere di far passare la corrente elettrica in
una direzione e bloccarla dall’altra.
Il simbolo del diodo è costituito da un triangolo che indica la direzione in cui permette il passaggio della
corrente.
Il diodo è un componente a due morsetti al cui interno vi è una giunzione P-N.
In particolare: LED è l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa). Il primo LED è stato
sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr. (nato a Zeigler, Illinois, il 3 novembre 1928). Il dispositivo sfrutta le
proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni a partire dalla ricombinazione di
coppie elettrone-lacuna. Gli elettroni e le lacune vengono iniettati in una zona di ricombinazione attraverso
due regioni del diodo drogate con impurità di tipo diverso, e cioè di tipo n per gli elettroni e p per le lacune.
Il colore della radiazione emessa è definito dalla distanza in energia tra i livelli energetici di elettroni e
lacune e corrisponde tipicamente al valore della banda proibita del semiconduttore in questione. I LED sono
uno speciale tipo di diodi a giunzione p-n, formati da un sottile strato di materiale semiconduttore drogato.
Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli
elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza
rilasciando energia sufficiente da produrre fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole
numero di questi fotoni può abbandonarlo ed essere emesso come luce. I LED sono formati da GaAs
(arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e
GaInN (nitruro di gallio e indio). L'esatta scelta dei semiconduttori determina la lunghezza d'onda
dell'emissione di picco dei fotoni, l'efficienza nella conversione elettro-ottica e quindi l'intensità luminosa in
uscita.
Anche se è cosa poco nota, i LED sono "macchine reversibili", infatti se la loro giunzione viene esposta
direttamente ad una forte fonte luminosa o ai raggi solari, ai terminali appare una tensione, dipendente
dall'intensità della radiazione e dal colore del led in esame (massima per il Blu). Questa caratteristica viene
abitualmente sfruttata nella realizzazione di sensori, per sistemi di puntamento (inseguitori solari) di piccoli
impianti fotovoltaici o a concentratore.
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Relazione n. 06
a.s.
2008/2009
Materiale utilizzato
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5.
Bread Board;
n.10 resistori da 170Ω;
Fili di connessione;
Diodo LED;
Display a sette segmenti.
L’alimentazione al circuito è fornita dal banco ed è pari a 5V.
Procedimento
L’esercitazione si divide in due parti: la prima parte è la verifica sperimentale di un circuito che ha come
componente un diodo led, mentre l’altra parte l’accensione di un display a sette segmenti. Per quanto
riguarda la prima parte, il circuito prevede una resistenza e il diodo. Il circuito è alimentato da banco, con
una tensione di 5V. Abbiamo calcolato, inoltre, il valore della resistenza. Il calcolo sarà riportato comunque
in seguito. Dopo aver verificato l’accensione del led, e aver misurato tensione della resistenza e del diodo,
siamo passati alla fase successiva. Per questa fase ci servono 10 resistori, pari al numero dei pin del display
a sette segmenti. Dopo aver verificato anche l’accensione del display, abbiamo concluso l’esercitazione .
Raccolta ed elaborazione dei dati
Per polarizzare correttamente i diodi led occorre dimensionare il valore del resistore per ogni colore.
-3
R=VCCI-V
D D=0,17Ω*10 =170Ω
La tabella seguente i pin e a cosa sono collegati sul display a sette segmenti.
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Coll.
E
D
MASSA
C
PD
B
A
MASSA
F
G
Riportiamo i dati misurati:
VCC=5,04V
VR=2,86V
VD=2,17V
VD=VR+VCC=>5,04V=2,86V+2.17V=>5,04V~5,03V
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Relazione n. 06
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2008/2009
Immagini e Foto
1)Circuito;
2)Grafica Caratteristica Diodi Led;
3)Foto circuito con Diodo Led funzionante;
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2008/2009
4)Foto circuito con display a sette segmenti funzionante;
5)Circuito Display a sette segmenti;
Conclusioni
L’esercitazione è stata realizzata correttamente perché il diodo è stato acceso così come il display a sette
segmenti.
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