LABORATORIO DI ELETTRONICA
Note sui componenti elettronici
Un componente passivo è un dispositivo caratterizzalo da un valore nominale e da una tolleranza
percentuale che dipende dalla tecnologia impiegata perla sua costruzione. La tolleranza fornisce una
indicazione sul possibile scostamento del valore reale rispetto a quello nominale.
L'indicazione del valore nominale di un componente passivo è
Nome
Simbolo Moltiplicatore
legata ad alcune norme che riguardano il numero di cifre
pico
p
10-12
signifcative e l'uso della notazione tecnica. In particolare il
nano
n
10-9
valore espresso dalle cifre signifcative è di norma compreso tra
micro
μ
10-6
0.1 e 1000; esso viene fatto seguire da uno dei simboli della
notazione tecnica riportati in tabella 1 e dall'indicazione
milli
m
10-3
dell'unità di misura appropriata. Ad ogni simbolo corrisponde
kilo
k
103
un moltiplicatore espresso come potenza del 10 il cui
mega
M
106
esponente è multiplo o sottomultiplo di 3.
giga
G
109
I componenti passivi sono disponibili in commercio con valori
teta
T
1012
nominali defniti da una serie standard di valori per decade; le
serie commerciali sono denominate con sigle particolari e
Tabella 1. Prefissi utilizzati
quelle maggiormente difuse sono riportate in tabella 2.
nella notazione tecnica.
SERIE
SERIE
E48 E24 E12
E6
E3
E48 E24 E12
10.0
10
10
17.8
10
10
10.5
11.0
11
19.6
12
21.5
23.7
15
15
26.1
20
28.7
E48 E24 E12
E6
31.6
33
34.8
33
33
E3
22
22
22
38.3
42.2
36
61.9
27
46.4
39
68.1
51.1
56
62
68
68
68
71.5
43
75.0
75
78.7
47
46.7
30
E3
64.9
39
44.2
27
56
E6
59.0
40.2
24
E48 E24 E12
56.2
36.5
22
27.4
16
SERIE
32.2
24.9
15
15.4
16.2
18
22.6
13
14.0
14.7
E3
20.5
12
12.7
13.3
E6
18.7
11.5
12.1
18
SERIE
47
47
47
82.5
82
82
86.6
51
90.9
91
Tabella 2. Serie commerciali maggiormente utilizzate per l’indicazione del valore nominale dei
componenti elettronici passivi. L’elenco comprende le cifre significative tra 10 e 100; i valori delle altre
decadi si ottengono moltiplicando i valori per una potenze del 10.
I valori delle serie commerciali sono defnite con una progressione di tipo logaritmico che consente di
suddividere ogni decade in un numero uguale di valori. Altri tipi di progressione numerici non sono
adatti alla defnizione di una scala di valori commerciali; in particolare, con una progressione di tipo
lineare la tolleranza potrebbe, provocare la sovrapposizione di alcuni valori posti all'estremita superiore
della decade.
Una progressione di tipo logaritmico consente invece di defnire a priori un numero fnito di valori per
decade, valido per tutte le suddivisioni della scala, tale da non causare la sovrapposizione dei valori reali
dei componenti anche in caso di elevata tolleranza.
Infne è importante osservare che in alcune situazioni sperimentali può accadere di utilizzare un resistore
di valore non compreso tra quelli delle serie commerciali, si può allora realizzare una confgurazione
serie o parallelo dei componenti passivi. Tale soluzione ha però signifcato pratico solo se la tolleranza
complessiva dei componenti non supera lo scarto esistente fra il valore commerciale e quello desiderato.
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Ad esempio la realizzazione di una resistenza di 23 ohm mediante il collegamento in serie di due
resistori al 5% da 22 Ω e 1 ohm è vanifcata considerando che il primo può valere da solo 22 + 1.05 =
23.1 Ω.
RESISTORI
Nei resistori i parametri di fondamentale importanza sono il valore nominale, la tolleranza e la massima
dissipazione di potenza.
Il valore nominale e la tolleranza sono codifcati sul corpo del resistore per mezzo di un codice a colori,
mostrato nella tabella 3: le fasce che lo compongono indicano il valore in ohm (Ω) per il quale il
componente è stato costruito e la tolleranza percentuale che lo caratterizza. I valori tipici della tolleranza
sono ±1%, ±2%, ±5% e ±10%.; tolleranze dello 0.1% e dello 0.01% si hanno per resistori di alta
precisione. La serie commerciale E12 è caratterizzata da una tolleranza dei 5%.
La massima potenza dissipata dal resistore è espressa in watt (W) e permette di ricavare l'intensità
massima di corrente che può attraversare il componente senza che venga danneggiato. Per resistori dello
stesso tipo la massima potenza dissipabile è proporzionale alle dimensioni fsiche dei componente. Nei
circuiti digitali i resistori più usati sono da 0. 125 W, 0.25 W, 0.5 W. Esistono in commercio anche
resistori di potenza cementati con valori di 1W, 2 W, 5 W e 10 W, per questi resistori il valore nominale
è stampato sull'involucro del componente.
Colore
I fascia
(decine)
II fascia
(unità)
argento
oro
III fascia
IV fascia
(moltiplicatore)
(tolleranza)
x 10-2
± 10%
x 10
-1
± 5%
nero
0
0
x 100
marrone
1
1
x 101
± 1%
2
x 10
2
± 2%
3
rosso
2
arancione
3
3
x 10
giallo
4
4
x 104
verde
5
5
x 105
6
blu
6
6
viola
7
7
grigio
8
8
bianco
9
9
x 10
± 0.5%
Tabella 3. Codice dei colori per il riconoscimento del valore nominale e della tolleranza dei resistori.
La necessita di avere un resistore che possa variare il valore della propria resistenza e determinante in
tutte le situazioni in cui è richiesta la regolazione o la taratura di un circuito. A tale scopo i resistori
variabili vengono costruiti in diverse fogge e con tecniche di varia natura per la variazione della
resistenza. La variazione della resistenza fra il cursore e un estremo del potenziometro si ottiene
ruotando la posizione del cursore stesso; la relazione di dipendenza può essere lineare o logaritmica. I
resistori variabili possono essere di diverso genere a seconda delle applicazioni a cui sono destinati: a
seguito vengono brevemente descritti quelli utilizzati in prevalenza nelle applicazioni di elettronica
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digitale. La massima dissipazione di potenza di questi resistori variabili si aggira attorno a 1 W a causa
del sottile supporto resistivo impiegato. Per raggiungere potenze superiori si devono utilizzare particolari
resistori variabili a flo denominati reostati.
I potenziometri e i trimmer a singolo giro sono resistori variabili il cui cursore compie una sola
rotazione con escursione massima pari a circa 270°; i primi trovano impiego dove occorrano frequenti
regolazioni (ad esempio nel controllo dei volume di una radio), mentre i secondi nelle tarature semifsse
di un circuito (ad esempio nella calibrazione del trace rotation di un oscilloscopio).
Per quanto riguarda i potenziometri una lettera A successiva alla stampigliatura dei valore nominale sul
corpo del componente identifca la variazione lineare della resistenza; una lettera B indica invece una
variazione di tipo logaritmica.
Le serie commerciali di riferimento per questi componenti sono normalmente la E6 e la E3 riportate in
tabella 2; a volte è anche possibile trovare in commercio trimmer normalizzati con una serie composta
dai valori 1 (10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ , ...) e 5 (50 Ω, 500 Ω, 5 kΩ , ...).
Gli helipot e i trimmer multigiri sono resistori variabili di elevate prestazioni il cui cursore ha la
possibilità di efettuare almeno 10 giri (20 nei modelli più sofsticati) alfne di procedere a una
regolazione estremamente precisa della resistenza; anch'essi sono destinati ai due diversi impieghi
descritti in precedenza e commercialmente sono disponibili in serie normalizzate composte dai valori
indicati per i potenziometri. L'helipot permette inoltre all'utente di individuare l'esatta posizione del
cursore, e quindi del corrispondente valore della grandezza controllata, se associato ad una manopola
graduata con l'indicazione delle frazioni di giro.
CONDENSATORI
Il più importante criterio di classifcazione dei condensatori si fonda sul dielettrico impiegato: carta,
mica, ceramica, poliestere oltre che tantalio o elettrolita solido per quelli polarizzati.
Sul contenitore dei condensatori può comparire la sola indicazione del valore nominale oppure, a
seconda del tipo, anche la tolleranza, il coefciente di temperatura, le tensioni di prova e di lavoro. Tutti
questi dati difcilmente vengono stampati nella loro globalità sul corpo del componente;
l'identifcazione può avvenire mediante un codice colori simile a quello usato per le resistenze.
Il valore nominale è indicato di norma da un numero seguito dal simbolo del sottomultiplo di farad (F).
Un caso particolare è rappresentalo dai condensatori ceramici a disco; il valore nominale del
componente è espresso in pF con tre cifre numeriche, l'ultima delle quali rappresenta il numero di zeri
da aggiungere alle prime due, come negli esempi mostrati nella tabella 4.
Codice
Capacità
Codice
Tolleranza
010
1 pF
C
± 0.25 pF
120
12 pF
D
± 0.5 pF
471
470 pF
F
± 1 pF
102
1000 pF
0.001 μF
J
± 5%
103
10000 pF
0.01 μF
K
± 10%
104
100000 pF
0.1 μF
M
± 20%
P
(–0 ÷ +100)%
Z
(–20 ÷ +80)%
Tabella 4. Codici utilizzati sul corpo dei
condensatori ceramici a disco per indicare
capacità nominale e tolleranza.
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Tutti i condensatori per impieghi generali sono disponibili con tolleranze uguali a ±20%, ±10% e ±5%;
per impieghi speciali la tolleranza può essere ridotta fno a 0.1%. L'identifcazione di una lettera sul
corpo del componente consente di ricavare il valore della tolleranza della capacità.
I componenti attivi sono dispositivi a semiconduttore, cioè che utilizzano la conduzione degli elettroni
in materiali a stato solido; si presentano in commercio in numerose fogge e contenitori, determinate
dall'ambito di utilizzo e dalle caratteristiche di montaggio del componente stesso. Possono essere
disponibili in forma discreta oppure integrata, nella qual caso sono utilizzati milioni di dispositivi simili
su un singolo chip.
La maggior parte componenti attivi sono identifcati mediante una sigla, a volte stampata direttamente
sul corpo del componente: in ogni caso è quasi sempre indispensabile fare riferimento ai relativi data
sheet per individuare i parametri e le caratteristiche di funzionamento di ognuno.
DIODI
Il diodo è caratterizzato da due terminali denominati anodo (A) e catodo (K) e presenta una particolare
conformazione costruttiva (giunzione p-n) che permette di far scorrere la corrente al suo interno in un
solo verso quando è polarizzato in modo diretto ( VA > VK); in tal caso la tensione ai suoi capi (forward
voltage, VF) assume un valore di qualche frazione di volt.
I parametri forniti dai costruttori sono comunque sempre relativi a due condizioni di funzionamento:
- polarizzazione diretta, caratterizzata dalla
Parameter
Test conditions
Min
Max
Unit
tensione VF (forward voltage) e dalla
VBR
IR = 100 µA
100
V
rispottiva corrente IF (forward current);
VR = –7.5 V
5
ΜA
- polarizzazione inversa, caratterizzata dalla
IR
V
0.025
µA
R = –20 V
tensione VR (reverse voltage), dal massimo
VR
IF = 10 mA
1
V
valore della tensione di rottura VBR
(breackdown voltage) e dalla corrente di
Tabella 4. Principali caratteristiche del diodo 1N4148
fuga IR (reverse current).
riportate nel data sheet della società Texas Instruments.
Una classifcazione di massima del componente è operata in base al valore massimo di corrente diretta
(forward current) che la giunzione può sopportare. Un ulteriore parametro di fondamentale importanza
è costituito dalla massima tensione ammessa durante la polarizzazione inversa (V A < VK), ovvero quando
il diodo non consente il passaggio di corrente.
Un caso particolare è quello dei diodi che
VZ
rd
rd
sfruttano l'efetto Zener che si manifesta
IZ = 5 mA
IZ = 5 mA IZ = 1 mA
Serie
nelle giunzioni polarizzate inversamente e
BZY55
Min
Max
Min
Max
che rendono questo genere di semi[V]
[V]
[Ω]
[Ω]
conduttori ideali come limitatori negli
stabilizzatori di tensione, rivestono parC4V7
4.4
5.0
60
600
ticolare importanza i parametri tipici di
C5V1
4.8
5.4
35
550
lavoro riportati nella tabella 5.
C5V6
5.2
6
25
450
Tabella 5. Parametri relativi alla condizione
di lavoro di alcuni diodi zener della serie
BZX55 della Philips.
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C6V2
5.8
6.6
10
200
C6V8
6.4
7.2
8
150
4
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Fra questi i più signifcativi sono la tensione di zener V Z (defnita per un valore costante delle corrente
IZ) il coefciente di temperatura TC, la massima dissipazione di potenza P Z e la resistenza diferenziale
rd (considerata come il rapporto tra la variazione di V AK e la corrispondente variazione subita dalla
corrente).
Light Emission Diode (LED)
In linea di principio i LED sono costituiti da materiale
semiconduttore con specifche proprietà elettro-ottiche
tali da permettere la conversione diretta dell'energia
elettrica in luce. Questi particolari dispositivi a giunzione
PN, appartengono alla categoria dei componenti
optoelettronici e sono concepiti per emettere una piccola
quantità di luce nel caso di polarizzazione diretta.
Comunemente sono considerati dispositivi a corrente
continua che operano a partire da una sorgente a corrente
continua a basso voltaggio.
I LED hanno un terminale positivo (A) ed uno negativo
(K), e per funzionare devono essere inseriti in circuito
rispettando tale polarità; il terminale positivo (Anodo) è
quello più lungo, ma lo si può individuare con certezza
osservando l'interno del LED in controluce: come si vede
in fgura, l'anodo è sottile, a forma di lancia, mentre il Figura 1. Rappresentazione e struttura di
un LED THT (Through Hole Technology).
negativo ha l'aspetto di una bandierina.
Un tipo di LED molto difuso è quello denominato Trough Hole Technology (THT), la cui sigla sta per
“tecnologia da foro”, a indicare che in genere si posizionano all’interno di buchi per svolgere la loro
funzione di segnalazione. Sono dispositivi molto piccoli, protetti da capsule tonde di materiale plastico
di diametro 3 o 5 millimetri, usati come spie luminose nei più svariati dispositivi elettronici. Un'altra
applicazione molto difusa è con diodo che emette nell’infrarosso (IR), utilizzato come telecomando a
distanza, dalle comuni TV fno ad arrivare a sistemi molto più complessi di trasmissione dati.
Un diodo fotoemittente è costituito da vari strati di materiale semiconduttore; quando si utilizza il
diodo con corrente diretta, nello strato attivo si produce luce. La luce prodotta viene poi separata
direttamente o per rifessione.
Il dispositivo sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni a
partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna. 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 sufciente da
produrre fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può
abbandonarlo ed essere emesso come luce.
Il colore della radiazione emessa è defnito dalla distanza in energia tra i livelli energetici di elettroni e
lacune e corrisponde tipicamente al valore della banda proibita del semiconduttore in questione.
All'interno della giunzione PN tipica di un LED avvengono continuamente fenomeni di generazione e
di ricombinazione di coppie elettrone-lacuna. Nella generazione, gli elettroni vengono promossi in
banda di conduzione tramite iniezione di portatori o per illuminazione della giunzione (assorbimento),
creando così una coppia elettrone-lacuna. In pratica, l’energia dei portatori iniettati nella giunzione
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permette agli elettroni di portarsi in banda di conduzione ad un livello energetico superiore lasciando
in banda di valenza una lacuna.
Le caratteristiche della giunzione P N variano a seconda dei materiali utilizzati. La lunghezza d'onda
della radiazione emessa dipende dal materiale utilizzato ed è strettamente dipendente dall’energia
dell'elettrone emesso, causa per cui il LED idealmente emette luce monocromatica di lunghezza d'onda
costante. Nella realtà l’efcienza è ridotta perché non tutte le ricombinazioni elettrone l’emissione di
un fotone e lo spettro è allargato perché gli elettroni che si ricombinano non hanno tutti la stessa
energia.
La ricombinazione è il fenomeno fsico
responsabile dell'emissione luminosa in
seguito all'eliminazione di una coppia
elettrone-lacuna. In questo caso l’elettrone
in banda di conduzione torna in banda di
valenza cedendo la sua energia sotto forma
di un fotone.
L'energia del fotone emesso è strettamente
legata al materiale con cui è realizzato il
semiconduttore e, idealmente, è pari al salto
Figura 2. Relazione tra tensione di polarizzazione
efettuato dall'elettrone (bandgap d e l
diretta ed energia di bandgap.
semiconduttore).
I LED sono caratterizzati da forma, dimensioni e spettro di emissione (colore) diferente. Diversamente
dalle lampade a incandescenza con rifettore, che emettono uno spettro continuo, un LED emette luce
di un determinato colore a seconda dal materiale semiconduttore utilizzato.
La lunghezza d'onda delle radiazioni emesse è
I composti attualmente usati nella produzione di
inversamente proporzionale al bandgap del semi- LED sono sostanzialmente i seguenti.
conduttore utilizzato, come si intuisce dal
Semiconduttore
Tipo di luce
diagramma in fgura 2. Si ha quindi che a bandgap
Arseniuro di gallio
bassi (silicio e germanio) corrispondono lunghezze
Rosso scura
(GaAs)
d'onda alte nella zona dell'infrarosso; a bandgap alti
Arseniuro di gallio e
Rossa in varie
invece, corrispondono lunghezze d'onda basse nella
alluminio (GaAlAs)
tonalità
zona dell’infrarosso.
Fosfuro e arseniuro
Per riuscire ad ottenere lunghezze d’onda tali che la
Arancione e gialla
di gallio (GaAsP)
radiazione elettromagnetica diventi luce visibile, è
Fosfuro di gallio e
necessario quindi realizzare giunzioni fatte di
Verde
alluminio (GaAlP)
semiconduttori aventi bandgap maggiore, ad
Nitruro di gallio
esempio, di quello del silicio. A tale scopo fu
Verde scuro e blu
(GaN)
introdotto l’arseniuro di gallio (GaAs), il primo
Nitruro di gallio e
semiconduttore sintetico usato per realizzare gli
Blu e bianco
indio (In-GaN)
“storici” LED a luce rossa.
Seleniuro di zinco
Nello spettro della luce visibile, compreso tra 380
Blu
(ZnSe)
e 740 nm, tra i colori tipici di luce emessa da un
Carburo di silicio
LED vi sono il rosso, l'arancio, il giallo ed il verde.
Blu e bianco
(SiC)
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La caduta di tensione dei LED è relazionata al colore della luce emessa. I valori di tensione tipici sono
per il rosso, giallo, arancione e verde dai 1.8 ai 2V, per il bianco e blu dai 3V fno ai 3.5V per
l'ultravioletto dai 4V ai 4.5V. Esistono anche LED infrarossi che hanno una lunghezza d'onda non
percepibile dall'occhio umano cioè nel campo infrarosso e hanno una tensione di soglia di 1.3V.
In molti casi i LED sono alimentati in continua con una resistenza in serie per limitare la corrente
diretta al valore di lavoro, il quale può variare da 5-6 mA fno a 20 mA quando è richiesta molta luce.
La diferenza di potenziale può essere stimata da quella data per una corrente di 20 mA nel datasheet
del prodotto.
I LED devono essere fatti operare solo con tensione diretta e non devono essere sottoposti a tensioni
inverse che potrebbero danneggiarli. In linea generale, quando non si possiede il datasheet specifco, si
può considerare per i LED consueti di diametro 5 mm una tensione V f pari a circa 2 V ed una corrente
di lavoro If prudenziale di 10-15 mA, fno a 20 mA. Valori superiori di corrente sono in genere
sopportati, ma non assicurano un funzionamento duraturo.
Tipo di LED
Tensione
di soglia VS
Infrarosso
Tensione
inversa VZ
Massima corrente
diretta Id
Materiale
semiconduttore
1.3 V
150 mA
GaAs
Rosso
1.8 V
100 mA
GaAsP
Giallo
2.3 V
60 mA
GaP
Verde
2.3 V
60 mA
GaP
Blu
3.5 ÷ 4.0 V
50 mA
SiC
3V
In tabella sono riportate le principali specifche per alcuni tipi di LED commercializzati.
Un particolare assemblaggio di LED rettangolari
dà luogo ai display a sette segmenti luminosi,
che formano un 8 stilizzato; in tale modo è
possibile rappresentare i numeri da 0 a 9. Si
defnisce il display a catodo o ad anodo comune
quando rispettivamente tutti i catodi o tutti gli
anodi di ciascun LED interno sono collegati fra
loro in comune.
In commercio esistono numerosi tipi di
dispositivi di questo genere, ognuno con un
package e disposizione dei piedini diferente, ma
uguali caratteristiche elettriche. A fanco è
riportato un esempio di display della famiglia
HDSP prodotti da Agilent Tecnologies.
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Circuiti integrati
Un circuito integrato (integrate circuite) in generale è un circuito elettronico complesso, contenente a
volte molte migliaia di componenti singoli (transistor, diodi, resistenze etc.) interamente realizzato su
un'unica piastrina (chip) di materiale semiconduttore (di solito silicio).
Per garantire l'isolamento elettrico e il corretto collegamento del circuito, il chip viene incapsulato in
un contenitore, di solito di materiale plastico, detto package. Dal package spuntano i terminali metallici
(piedini o pin) di connessione del circuito. Il tipo di package più usato è il DIP (Dual In-Line Package),
il quale presenta 14 o 16 pin suddivisi in due fle di 7 o 8 sui due lati del contenitore.
Un valido esempio sono le porte logiche,
che non sono commercializzate come
singoli componenti, ma sotto forma di
circuiti integrati.
In un unico circuito integrato sono
dunque contenute più porte logiche,
come l’esempio mostrato in fgura che
mostra la piedinatura (pin-out) di un
integrato contenente al proprio interno
sei porte NOT. Si può notare che oltre ai
terminali di ingresso e di uscita delle
singole porte, l'integrato presenta anche
un terminale di alimentazione V CC e un
terminale di massa GND.
I circuiti integrati fanno riferimento a diferenti parametri di funzionamento che sono raccolti assieme
a diverse curve caratteristiche in appositi data sheet, riuniti a loro volta in specifci data book, di norma
messi a disposizione dalle diferenti case costruttrici di dispositivi. È perciò possibile per un
determinato tipo di circuito integrato, contraddistinto da una specifca sigla, avere diferenti data sheet,
tutti riportanti le medesime informazioni, ma organizzate in modo non sempre omogeneo.
Famiglie logiche TTL e CMOS
I dispositivi digitali vengono suddivisi in famiglie logiche ciascuna delle quali diferisce dalle altre per
la tecnologia utilizzata e per il circuito di base con cui si realizzano le porte logiche.
Nell'ambito della stessa famiglia logica vi sono diverse serie atte a migliorare alcune caratteristiche
elettriche rispetto ad altre. Le famiglie logiche più utilizzate sono denominate TTL (Transistor
-Transistor Logic) e CMOS (Complementary MOS). La prima prende il nome grazie alla presenza di
transistor sia nello stadio di ingresso che di uscita, mentre la seconda perché fa uso di MOSFET, cioè
transistor ad efetto di campo MOS (Metal Oxide Semiconductor).
Famiglia logica TTL
Tutti i circuiti integrati della famiglia logica TTL sono alimentati con Vcc=+5V (+4.5/5.5 V) e sono
caratterizzati da un numero di serie che ha come cifre iniziali 74 (serie commerciale che funziona tra 0
e 70°C) o 54 (serie militare che funziona tra -55 e +125 °C).
I livelli di tensione da applicare in ingresso sono:
- VIL compreso tra 0 e +0.8 V per il riconoscimento del livello logico basso;
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Note sui componenti elettronici
- VIH compreso tra +2 V e +5 V per il riconoscimento del livello logico alto.
I valori di tensione compresi tra 0.8V e 2V individuano una zona di indeterminazione che è bene non
utilizzare.
I livelli di tensione che si ottengono in uscita sono:
- VOL compreso tra 0 e 0.4 V con corrente di sink IOL <16 mA;
- VOH compreso tra 2.4 V e circa 4 V con corrente di source IOH <400 µA.
Famiglia logica CMOS
I circuiti integrati appartenenti alla famiglia logica CMOS utilizzano al loro interno dispositivi
MOSFET, sia a canale N che a canale P, quindi di tipo complementare.
La caratteristica fondamentale di un componente CMOS è la ridottissima potenza dissipata in
condizioni statiche (circa 10 nW per porta logica) e un ampio intervallo di valori di tensione di
alimentazione (da 3V a 15V).
In commercio sono disponibili diverse serie
della famiglia logica CMOS.
- CD4000 ormai obsoleta;
- 74C piedinatura compatibile ai corrispondenti
integrati della famiglia logica TTL;
- 74HC e 74HCT come la precedente, ma con
tempi di propagazione ridotti (intorno a 10-15
ns) e valori di alimentazione da 2V a 6V (HC)
e 5V (HCT)
- 74AHC simile alla famiglia 74HC ma con
prestazioni più avanzate.
L'utilizzo dei dispositivi CMOS impone
anche l'osservanza di alcune regole.
- La tensione applicata in ingresso deve essere
compresa tra 0 e VCC.
- I piedini di ingresso non devono essere mai
inutilizzati (vanno collegati al livello logico
alto o basso).
- La tensione di soglia di commutazione è
circa la metà della tensione di
alimentazione applicata.
I livelli di tensione da applicare in ingresso sono:
- VIL compreso tra 0 e +VCC/3 per il riconoscimento del livello logico basso;
- VIH compreso tra +2VCC/3 e +VCC per il riconoscimento del livello logico alto.
I valori di tensione compresi tra V CC/3 e 2VCC/3 individuano una zona di indeterminazione che è bene
non utilizzare.
I livelli di tensione che si possono ottenere in uscita, in assenza di carico applicato, sono V OL = 0 V e
VOH = VCC.
Le correnti di ingresso IIL e IIH sono praticamente nulle, perché l'ingresso dei MOSFET presenta
resistenza infnita.
Le correnti di uscita I OL e IOH dipendono dalla particolare serie CMOS utilizzata e comunque
generalmente non superano il valore di alcuni mA.
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Classe terza
