Programma di
Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici
a.s. 2015/2016
Classe 4a W
Docente teorico: prof. Carlo Poerio
Collaboratore di laboratorio: prof. Domenico Gessa
TEORIA
1) I semiconduttori e la giunzione PN:
Struttura atomica dei semiconduttori; bande di valenza e di conduzione; portatori di carica e loro
ricombinazione; drogaggio e leggi della neutralità e dell’azione di massa; diffusione dei
portatori di carica; la giunzione PN; corrente di diffusione e zona di svuotamento;
polarizzazione della giunzione e barriera di potenziale; polarizzazione diretta ed inversa;
breakdown ed effetto zener
2) Diodi e Transistors
Struttura fisica del diodo; simbolo e formula della corrente; caratteristica tensione-corrente;
tensione di soglia, di lavoro, di breakover; diodo zener ed effetto valanga; struttura fisica del
transistor; simboli per transistors NPN e PNP; correnti circolanti ed effetto transistor;
funzionamento del transistors come amplificatore; caratteristiche tensione- corrente di uscita e
zone di funzionamento; guadagno di corrente in zona attiva; punto di lavoro e potenza dissipata
3) Alimentatori
Alimentatori a diodi; circuiti raddrizzatori a singola semionda, doppia semionda, a ponte di
Graetz; filtraggio tramite condensatore; definizione di ripple e suo calcolo; dimensionamento
del condensatore e sua relazione con il ripple; misure del ripple; dimensionamento dei diodi;
calcolo della tensione e della corrente sul secondario del trasformatore nelle varie
configurazione del raddrizzatore; calcolo della potenza apparente sul trasformatore e definizione
di rendimento dell’alimentatore; applicazione del diodo Zener come stabilizzatore per piccole
correnti e dimensionamento della resistenza di Zener; uso dei transistor di potenza negli
alimentatori; configurazione Darlington; regolazione della tensione di uscita e schema
complessivo con un transistor pilota; protezione per sovracorrenti; valutazione delle prestazioni
in termini di variabilità della tensione, rendimento di conversione alternata-continua e di ripple
sul carico
4) Componenti e circuiti di controllo di potenza
Struttura fisica del SCR; simbolo; scomposizione in un circuito equivalente con due transistors
PNP ed NPN e spiegazione del fenomeno d’innesco; caratteristiche tensione-corrente di uscita
di un SCR; corrente d’innesco e corrente di mantenimento; Struttura fisica del TRIAC; simbolo;
modalità d’innesco; caratteristiche tensione-corrente di uscita di un TRIAC; differenze tra SCR
e TRIAC; Struttura fisica del DIAC; simbolo; modalità d’innesco; caratteristiche tensionecorrente di uscita di un DIAC; differenze tra DIAC e TRIAC; circuito d’innesco a controllo di
fase con DIAC e singola squadra RC; difetti sul controllo della fase e sui disturbi e.m.; circuito
d’innesco con DIAC con doppia squadra RC e filtraggi. Classificazione degli amplificatori a
transistors di potenza e loro rendimento.
LABORATORIO
1) Progetto e realizzazione di un alimentatore stabilizzato di potenza (su breadboard)
Realizzazione di un circuito a ponte di Graetz filtrato: progettazione degli elementi (in
particolare il condensatore) e verifica delle tensioni ottenute con montaggio su bread-board;
misure del ripple e collaudi. Inserimento di uno Zener e misure sulla stabilizzazione (ripple sul
carico). Inserimento di un doppio transistor (configurazione Darlington), dimensionamento dei
componenti e misure delle tensioni e correnti ottenute. Inserimento di un partitore e di un
transistor pilota per la regolazione di tensione in uscita e misure sulla sua variabilità. Collaudo
finale dell’alimentatore con carichi anche non lineari.
2) Progetto e realizzazione di un alimentatore stabilizzato di potenza (su circ. stampato)
Sbroglio e la masterizzazione dei circuiti; tecniche a mano o con l’ausilio del computer
(MULTISIM e ULTIBOARD); produzione dei circuiti stampati, utilizzo delle macchine di
laboratorio. Produzione del circuito su basetta ramata realizzante l’alimentatore stabilizzato di
potenza (già implementato su bread-board); montaggi (con opportune modifiche) e collaudi
finali. Montaggio definitivo in box completi di mini-strumentini.
3) Realizzazione di un amplificatore audio di bassa potenza in classe AB
Caratteristiche degli amplificatori audio; classificazioni degli amplificatori; classe A, B, AB e
C; pregi e difetti dei transistor finali; configurazione push-pull e polarizzazione ottimale;
distorsione di cross-over; altre distorsioni presenti, la saturazione; risposta in frequenza e
filtraggio negli amplificatori audio. Studio e collaudi su bread-board di uno schema di un
amplificatore audio in classe AB (già disponibile); masterizzazione e produzione della basetta
ramata, montaggio e collaudo; rilevamento delle distorsioni presenti (cross-over e saturazione);
montaggio e collaudo finale con compilazione della relativa scheda.
Firma degli alunni
Firma dei docenti
prof. Carlo Poerio
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prof. Domenico Gessa
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