sabato 2 gennaio 2021

Step 28 - La sintesi finale

Il prova transistor, definito come strumento utile a testare il comportamento elettrico di transistor e diodi allo stato solido, utile, quindi, ad evitare danni da sovraccarico accidentale e variazioni delle caratteristiche elettriche (step 1), è un dispositivo che sin dalla sua invenzione (step 9) ha trovato largo impiego così come dimostra la sua presenza nella storia anche attraverso parole e immagini (step 2step 19, step 24). 

  

Rivista ''Popular Electronics'' (numero del 1971), comparsa sul mercato dei primi provatransistor

Nel periodo che segue il rilascio del primo brevetto, ad opera dei due ingegneri Sol Zechter e Harold Gruen, che hanno ideato il sistema di collaudo dei circuiti per permetterne il funzionamento, vi è stato l’immediato bisogno di creare miglioramenti e tipologie specifiche di prova transistor al fine di renderlo uno strumento versatile e sempre più accessibile.    

Inoltre, la rapida diffusione è dovuta all’importanza che ha assunto per l’elettronica l’invenzione del transistor dopo la Seconda Guerra Mondiale (step 4): il cinema (step 12), i francobolli (step 18), la fantascienza (step 6) e persino i fumetti (step 21) ne hanno reso palese l’utilità, ecco perché è immediatamente nata la necessità di uno strumento che ne verificasse il funzionamento. Da tale necessità, all’interno dell’azienda statunitense Philco (step 11), produttrice di elettrodomestici, ha avuto origine il prova transistor che come il transistor è diventato fondamentale per l’elettronica, infatti ciò è dimostrato dalla pubblicità (step 13) prodotta su tale strumento, ma anche e soprattutto dai libri (step 10), dai brevetti (step 17) e dalla normativa (step 23) che ne hanno esplicitato l’evoluzione, il funzionamento (step 22) e perfino i numeri caratteristici associati all’uso (step 15).

In particolare, il funzionamento del provatransistor (step 5) si basa fondamentalmente sull'azione di commutazione del transistor, ma essendo un principio scientifico complesso da comprendere, questo è spiegato attraverso uno schema semplificato: basta pensare all'acqua che scorre attraverso un tubo controllato da una valvola. La pressione dell'acqua rappresenta la "tensione" e l'acqua che scorre attraverso il tubo è la "corrente". I tubi grandi rappresentano la giunzione collettore/emettitore con una valvola intermedia, una membrana mobile azionata dalla corrente proveniente da un piccolo tubo che rappresenta la base. La valvola intercetta la pressione dell'acqua che fluisce dal collettore all'emettitore. Quando l'acqua scorre attraverso il tubo più piccolo (la base), apre la valvola tra la giunzione collettore/emettitore, consentendo all'acqua di fluire attraverso l'emettitore e a terra (la terra rappresenta il ritorno per tutta l'acqua o tensione/corrente).




L’anatomia del prova transistor (step 16), difatti, ne dimostra la complessità: questo è formato da numerosi componenti: generatore di corrente continua, milliamperometro, circuito integrato e interruttori a pulsante come elementi attivi del sistema, condensatori, diodi, resistori come elementi passivi e, infine, led o display a cristalli liquidi come componenti output di visualizzazione (step 3), ma tale complessità è dimostrata anche dai materiali specifici utilizzati (step 8), in particolare il generatore di corrente continua e il milliamperometro sono costituiti da acciaio per le parti interne e da plastica per i rivestimenti esterni; mentre, il circuito integrato è realizzato su un'unica piastrina (chip) di materiale semiconduttore, di solito in silicio.

Riguardo la presenza del prova transistor nella letteratura (step 10), questa si è esplicitata attraverso libri prevalentemente di carattere tecnico, dimostrando l’appartenenza al settore tecnologico e in particolare il principale utilizzo nel campo dell’elettronica (step 14). Lo strumento era, infatti, già presente all’interno delle riviste storiche del settore come Radio eletronics e Popular eletronics, che riportavano le migliori invenzioni dell’epoca, ma anche e soprattutto come protagonista di libri specifici che ne hanno illustrato le peculiarità, come ad esempio Transistor Techniques, pubblicato nel 1959.  

Dalla ricerca svolta su questo strumento non sono emerse unicamente l’importanza e la complessità, ma abbiamo potuto notare la sua versatilità in settori scientifici differenti, come nella chimica (step 26), ad esempio attraverso l’esistenza di prova transistor specifici creati per testare transistor elettrochimici organici, usati a loro volta come sensori chimici e biologici. Per di più, vi è la presenza di numerosi marchi, come Drok, azienda esperta nello sviluppo di apparecchiature elettroniche, che si occupano della produzione e/o della vendita di questo dispositivo (step 20), dimostrando ancora una volta come sia stata un’invenzione apprezzata e utile per la società.

Infine, è emersa la rilevanza che ha avuto il prova transistor nel passato, dove ingegneri, letterati e appassionati di elettronica ne hanno permesso lo sviluppo e il miglioramento attraverso invenzioni, modifiche e discussioni scientifiche. Nel presente persiste l’utilità e l’interesse per tale strumento, che per gli appassionati di elettronica risulta necessario e data la continua diffusione, persino accessibile. Inoltre, al giorno d’oggi la comprensione del funzionamento del prova transistor è più alla portata di tutti rispetto al passato, dove solo chi faceva parte del settore poteva effettivamente capirne l’uso. La comprensione facilitata è data, infatti, da video tutorial o manuali d’uso facilmente reperibili. In uno scenario futuro non sappiamo se il prova transistor subirà un’evoluzione che possa coinvolgere l’anatomia o il funzionamento del dispositivo, o se questo sarà addirittura sostituito da un sistema integrato nei transistor. Sicuramente il bisogno legato a questo strumento non cesserà di esistere fino a quando saranno in uso i transistor e almeno nei prossimi anni la domanda del mercato continuerà a crescere (step 25)


lunedì 28 dicembre 2020

Step 26 - La chimica e gli strumenti scientifici

Transistor elettrochimici organici e tester specifici

I transistor elettrochimici organici sono composti da film sottili di PEDOT, ovvero uno dei polimeri organici più utilizzati e promettenti, in particolare, grazie all'alta conduttività intrinseca e alla buona stabilità.

L’applicazione dei transistor elettrochimici organici che ha prevalso in termini di interesse e di risultati nell’ambito della ricerca è il loro utilizzo come sensori chimici e biologici. 

Rispondono infatti all’esigenza di fabbricare dispositivi di sensing che siano piccoli, maneggevoli ed economici.

I transistor elettrochimici organici sono testati in maniera diversa dai modelli tradizionali, ossia tramite l'utilizzo di prova transistor specifici. 

[1]

Figura 1: Struttura chimica del poly(3,4- ethylenedioxytiophene) (PEDOT)


[1] https://amslaurea.unibo.it/6156/1/morselli_serena_tesi.pdf

giovedì 17 dicembre 2020

giovedì 10 dicembre 2020

Step 24 - Le parole nella storia

La parola inglese transistor tester, come dimostra Ngram Viewer, è comparsa ben dieci anni prima della sua invenzione, questo perché il transistor era già diffuso e si percepiva la necessità di testare questi strumenti. Il picco di riferimenti bibliografici si è avuto nel 1962, quattro anni dopo la sua invenzione, quando si sono intensificate le ricerche e i brevetti in merito. Dopodichè vi è stato un calo graduale, all'interno del quale vi sono stati anche anni più prolifici rispetto ai precedenti. Ad oggi la parola non è assente nei libri, ma continua ad essere utilizzata raramente in testi specifici e libri scientifici. [1]



[1] https://books.google.com/ngrams/graph?content=Transistor+tester&year_start=1920&year_end=2019&corpus=26&smoothing=3

martedì 1 dicembre 2020

Step 23 - La normativa

DEPARTMENT OF DEFENSE SPECIFICATIONS

MIL–PRF–19500 – Semiconductor Devices, General Specification for.

DEPARTMENT OF DEFENSE STANDARDS

MIL–STD–750 – Test Methods For Semiconductor Devices.

MIL–STD–1686 – Electrostatic Discharge Control Program for Protection of Electrical and Electronic

Parts, Assemblies and Equipment (Excluding Electrically Initiated Explosive

Devices).

DEPARTMENT OF DEFENSE HANDBOOKS

MIL–HDBK–263 – Electrostatic Discharge Control Handbook for Protection of Electrical and

Electronic Parts, Assemblies and Equipment (Excluding Electrically Initiated

Explosive Devices)(Metric).

MIL–HDBK–781 – Military Handbook: Reliability Test Methods, Plans, and Environments for

Engineering Development, Qualification, and Production.

ASME INTERNATIONAL (ASME)

ASME Y14.38 – Abbreviations and Acronyms for Use on Drawings and Related Documents.

ASTM INTERNATIONAL (ASTM)

ASTM F526 – Standard Test Method for Using Calorimeters for Total Dose Measurements in
Pulsed Linear Accelerator or Flash X-ray Machines.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO)

ISO 14644–1 – Cleanrooms and Associated Controlled Environments – Part 1: Classification of Air
Cleanliness.
ISO 14644–2 – Cleanrooms and Associated Controlled Environments – Part 2: Specifications for
Testing and Monitoring to Prove Continued Compliance with ISO 14644–1.

JEDEC – SOLID STATE TECHNOLOGY ASSOCIATION (JEDEC)

JEDEC JESD34 – Failure-Mechanism-Driven Reliability Qualification Of Silicon Devices.
JEDEC JESD51–1 – Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages (Single
Semiconductor Device).
JEDEC JESD282 – Silicon Rectifier Diodes.
JEDEC JESD531 – Thermal Resistance Test Method for Signal and Regulator Diodes
(Forward Voltage, Switching Method).

Step 22 - Un manuale d'uso

Passaggio 1: (dalla base all'emettitore)

Agganciare il cavo positivo dal transistor tester alla base del transistor. Agganciare il cavo negativo del misuratore all'emettitore del transistor. Per un buon transistor NPN, lo strumento dovrebbe mostrare una tensione compresa tra 0,45 V e 0,9 V. Se stai testando un transistor PNP, dovresti vedere "OL" (Over Limit).


Passaggio 2: (dalla base al raccoglitore)

Tenere il cavo positivo sulla base e posizionare il cavo negativo sul collettore. Per un buon transistor NPN, lo strumento dovrebbe mostrare una tensione compresa tra 0,45 V e 0,9 V. Se stai testando un transistor PNP, dovresti vedere "OL" (Over Limit).


Passaggio 3: (dall'emettitore alla base)

Agganciare il cavo positivo dal transistor tester all'emettitore del transistor. Agganciare il cavo del transistor tester negativo alla base del transistor. Per un buon transistor NPN, dovresti vedere "OL" (Over Limit). Se stai testando un transistor PNP, lo strumento dovrebbe mostrare una tensione compresa tra 0.45V e 0.9V.


Passaggio 4: (dal raccoglitore alla base)

Agganciare il cavo positivo del transistor tester al collettore del transistor. Agganciare il cavo del transistor tester negativo alla base del transistor. Per un buon transistor NPN, dovresti vedere "OL" (Over Limit). Se stai testando un transistor PNP, lo strumento dovrebbe mostrare una tensione compresa tra 0.45V e 0.9V.


Passaggio 5: (dal collettore all'emettitore)

Agganciare il cavo del misuratore positivo al collettore (C) e il cavo del transistor tester negativo all'emettitore. Un buon transistor NPN o PNP leggerà "OL" / Over Limit sul transistor tester. Scambia i cavi (positivo all'emettitore e negativo al collettore) - Ancora una volta, un buon transistor NPN o PNP dovrebbe leggere "OL".


Potresti anche utilizzare la tensione per determinare quale conduttore è l'emettitore su un transistor non contrassegnato, poiché la giunzione emettitore-base ha tipicamente una tensione leggermente superiore rispetto alla giunzione collettore-base.


Ricorda: questo test verifica solo che il transistor non sia in cortocircuito o che non sia aperto, non garantisce che il transistor funzioni entro i suoi parametri di progettazione.

Questo test funziona solo su transistor bipolari: è necessario utilizzare un metodo diverso per testare i FET.



Step 28 - La sintesi finale

Il prova transistor, definito come strumento utile a testare il comportamento elettrico di transistor e diodi allo stato solido, utile, quin...