Caratteristiche dei componenti con metodi dinamici all'oscilloscopio
Le caratteristiche dei componenti elettronici sono relativamente facili
I
da rilevare all'oscilloscopio con l'uso di metodi di tipo dinamico nei
E/R
quali il "punto di lavoro" o "punto di riposo" del dispositivo viene fatto
spostare rapidamente sulla caratteristica ricavando così dei segnali
adatti a rappresentare attraverso un'oscilloscopio, su di un piano
cartesiano, l'andamento dell'intensitá di corrente i in funzione di v.
E
V
Come é noto se andiamo ad individuare con metodi grafici il punto di
fig.1 Retta di carico
lavoro del circuito di fig. 1 dobbiamo rappresentare sullo stesso
grafico, la caratteristica i=i(v) del dispositivo in questione unitamente
alla caratteristica i=f(v) del generatore; quest'ultima essendo la rappresentazione grafica di un
legame lineare fra tensione v e corrente i viene denominata "retta di carico".
VD = VCC − RI D
V
I D = CC − VD
R
La retta interseca l'asse x (asse V) nel punto di ascissa
VD = VCC
(punto di funzionamento a vuoto del generatore)
e l'asse y (asse I) nel punto di ascissa
ID =
VCC
R
(punto di funzionamento in c. c. del generatore)
L'inclinazione della retta di carico rispetto all'asse x dipende unicamente dal valore R della
resistenza di carico.
Poniamo ora di alimentare il circuito con un generatore di fem alternata sinusoidale o
unidirezionale (segnale in uscita ad un raddrizzatore ad una o due
semionde). Negli istanti in cui la tensione vale 0 la retta di carico
E2/R
passa per l'origine, quando la fem aumenta, la retta di carico si
E1/R
sposta mantenendo invariata l'inclinazione allontanandosi dall'origine
del sistema d'assi cartesiani (nel primo quadrante); quando la fem è
massima si raggiunge la massima distanza dall'origine; quando poi la
fem diminuisce, la retta di carico si riavvicina all'origine; il punto P
E1
E2
intersezione fra la retta di carico e la caratteristica percorre quindi la
caratteristica del componente. Nel caso in cui la fem cambi segno si
passa dal primo al terzo quadrante.
All'asse X verrá inviata la tensione presente ai capi del diodo in prova (vedi circuito) e all'asse Y la
caduta di tensione che si stabilisce ai capi di una R (R3 nello schema di fig.2) posta in serie al
Curve caratteristiche - Azzani
1
diodo stesso e quindi percorsa dalla corrente che circola nel diodo (non é possibile inviare all'asse
Y la I che scorre nel diodo in quanto l'oscilloscopio é nella sostanza un voltmetro).
Nel circuito di fig. 2 la presenza del VARIAC (variatore di tensione alternata 0-240V) permette di
modificare a piacere la tensione di alimentazione del circuito; in questo modo con tensione di
alimentazione bassa é possibile indagare piú dettagliatamente sul primo tratto della caratteristica
(zona di inizio della conduzione).
In fig. 3 é riprodotto il circuito per il rilievo della caratteristica di un diodo Zener. Esistono ben tre
possibilitá: rilievo del solo tratto di caratteristica diretta (alimentando fra 1 e 4) , rilievo del solo
tratto di caratteristica inversa, rilievo della caratteristica completa. In fig. 4 é riprodotto un circuito
analogo ai precedenti. Da notare poi che la d.d.p. ai capi di R (sensore di corrente) la la polaritá
positiva a massa e quindi sullo schermo dell'oscilloscopio appare una caratteristica non nel I ma
nel IV quadrante (I negativa); si dovrá perció usare il comando di inversione dell'asse Y per dare
alla caratteristica la veste a noi piú familiare.
Curve caratteristiche - Azzani
2
Caratteristiche dei componenti con metodi dinamici all'oscilloscopio
Le caratteristiche dei componenti elettronici sono relativamente facili
I
da rilevare all'oscilloscopio con l'uso di metodi di tipo dinamico nei
E/R
quali il "punto di lavoro" o "punto di riposo" del dispositivo viene fatto
spostare rapidamente sulla caratteristica ricavando così dei segnali
adatti a rappresentare attraverso un'oscilloscopio, su di un piano
cartesiano, l'andamento dell'intensitá di corrente i in funzione di v.
E
V
Come é noto se andiamo ad individuare con metodi grafici il punto di
fig.1 Retta di carico
lavoro del circuito di fig. 1 dobbiamo rappresentare sullo stesso
grafico, la caratteristica i=i(v) del dispositivo in questione unitamente
alla caratteristica i=f(v) del generatore; quest'ultima essendo la rappresentazione grafica di un
legame lineare fra tensione v e corrente i viene denominata "retta di carico".
VD = VCC − RI D
V
I D = CC − VD
R
La retta interseca l'asse x (asse V) nel punto di ascissa
VD = VCC
(punto di funzionamento a vuoto del generatore)
e l'asse y (asse I) nel punto di ascissa
ID =
VCC
R
(punto di funzionamento in c. c. del generatore)
L'inclinazione della retta di carico rispetto all'asse x dipende unicamente dal valore R della
resistenza di carico.
asse Y
D1
1N4007
R2
R3
680
22
GND
DIODO
R1
1K
IN PROVA
asse X
VARIAC
220V/24V
N.B. Visualizza solamente la caratteristica diretta
fig. 2 Circuito per il rilievo della caratteristica diretta di un diodo
Poniamo ora di alimentare il circuito con un generatore di fem
E2/R
alternata sinusoidale o unidirezionale (segnale in uscita ad un
E1/R
raddrizzatore ad una o due semionde). Negli istanti in cui la tensione
vale 0 la retta di carico passa per l'origine, quando la fem aumenta, la
retta di carico si sposta mantenendo invariata l'inclinazione
allontanandosi dall'origine del sistema d'assi cartesiani (nel primo
E1
E2
quadrante); quando la fem è massima si raggiunge la massima
distanza dall'origine; quando poi la fem diminuisce, la retta di carico si
riavvicina all'origine; il punto P intersezione fra la retta di carico e la caratteristica percorre quindi la
caratteristica del componente. Nel caso in cui la fem cambi segno si passa dal primo al terzo
quadrante. Nel circuito di fig. 2 la presenza del VARIAC (variatore di tensione alternata 0-240V)
permette di modificare a piacere la tensione di alimentazione del circuito; in questo modo con
tensione di alimentazione bassa é possibile indagare piú dettagliatamente sul primo tratto della
caratteristica (zona di inizio della conduzione).
All'asse X verrá inviata la tensione presente ai capi del diodo in prova (vedi circuito) e all'asse Y la
caduta di tensione che si stabilisce ai capi di una R (R3 nello schema di fig.2) posta in serie al
diodo stesso e quindi percorsa dalla corrente che circola nel diodo (non é possibile inviare all'asse
Y la I che scorre nel diodo in quanto l'oscilloscopio é nella sostanza un voltmetro).
Curve caratteristiche - Azzani
3
caratt. completa
Y
solo inversa1N4007
solo dir.
1N4007
R1
VARIAC
R2
R3
2K2
10
1K
GND
DIODO
IN PROVA
X
220V/24V
fig. 3 Circuito per il rilievo della caratteristica I/V di un diodo Zener
In fig. 3 é riprodotto il circuito per il rilievo della caratteristica di un diodo Zener. Esistono ben tre
possibilitá: rilievo del solo tratto di caratteristica diretta, rilievo del solo tratto di caratteristica
inversa, rilievo della caratteristica completa. In fig. 4 é riprodotto un circuito analogo ai precedenti.
Da notare poi che la d.d.p. ai capi di R (sensore di corrente) la la polaritá positiva a massa e quindi
sullo schermo dell'oscilloscopio appare una caratteristica non nel I ma nel IV quadrante (I
negativa); si dovrá perció usare il comando di inversione dell'asse Y per dare alla caratteristica la
veste a noi piú familiare.
Y
R2
R3
GND
6K8
R1
10
1K
DIAC
IN PROVA
X
VARIAC
220V/40V
fig. 4 Circuito per il rilievo della caratteristica di un DIAC
Curve caratteristiche - Azzani
4
Rilievo del Ciclo di Isteresi magnetica all'oscilloscopio
Lamierini Fe Si
CICLO DI ISTERESI ALL'OSCILLOSCOPIO
M1
220V
T1
220
T2
32
50V fs
V
100K/0.25W
12
C1
220
2.2uF/600V
R1
220R
10/10W
220/32V
CH. Y
R2
GND
12/220V
CH. X
a) Nucleo di Lamierini Fe Si normali
GND
M1
220V
T1
T2
CH. Y
R2
100K/0.25W
220
110
V
200V fs
C1
2.2uF/600V
R1
220R
220/110V
10/10W
GND
Trasform. Impulsi
Mat.le Ciclo Ister. Rett.
CH. X
b) Nucleo di Mumetal (Ciclo Isteresi Rettangolare)
GND
Curve caratteristiche - Azzani
5
