Flip-Flop a transistors.

In questo esperimento utiliziamo due comuni transistors per realizzare un circuito Flip-Flop. Per l'esperimento sono necessari solo 2 transistor tipo NPN (BC547), due diodi LED, 2 resistenze e 2 condensatori elettrolitici configurati come vedesi nello schema elettrico sotto mostrato. Per il secondo esperimento, sono necessarie 2 ulteriori resistenze e due condensatori ceramici (al posto dei due LED e dei 2 elettrolitici, rispettivamente

Questo tipo di circuito è denominato Flip Flop Multivibrator Astabile. Ciò significa che quando si dà tensione al circuito questo parte autonomamente e le due sezoni del circuito, esattamente identiche, cambiano stato liberamente senza soluzione di continuità. Le due metà hanno stato logico opposto per cui, in un dato momento, solo uno dei due LED risulta acceso. In altre parole quando uno dei 2 transistor si trova nello stato di conduzione e il relativo LED è acceso, l'altro transistor si trova nella condizione di interdizione e quindi il LED posto in serie al suo collettore risulta spento. In termini logici, quando il transistor è in stato di conduzione si trova in condizione ON ( 1 ) e viceversa quando è allo stato di interdizione è in stato logica OFF ( 0 ).

Primo esperimento.

Per il primo esperimento, il circuito è alimentato con una tensione continua di 3 Volt, se consideriamo una tensione di alimentazione superiore è necessario inserire una resistenza, di opportuno valore, in serie al diodi LED. Per calcolare il valore della resistenza si deve considerare che il LED venga attraversato da una corrente di 20 mA, per cui è necessario che tale resistenza introduca una caduta di tensione del valore pari alla tensione di alimentazione - 2,7 Volt (0,6V per il transistor). La frequenza del lampeggio dei LED dipende essenzialmente dal valore dei condensatori elettrolitici, più il valore è alto minore è la frequenza del lampeggio (tenendo fisso il valore delle resistenze).

	Q1 = BC547 Datsheet   Q2 = BC547 R1 = 10 KOhm R2 = 10 KOhm C1 = 100 uF C2 = 100 uF D1 = Diodo LED Datsheet   D2 = Diodo LED

Secondo esperimento.

Per il secondo esperimento, il circuito è alimentato con una tensione continua di 9 Volt e si sostituiscono i due LED con due resistenze da 1000 Ohm, che costituiscono il carico dei due transistors. Per ottenere una frequenza notevolmente superiore, sono utilizzati due condensatori ceramici da 3300 pF al posto dei due condensatori elettrolitici. Con i suddetti valori si ottiene una frequenza di circa 21 KHz. L'onda generata è quadra con duty cycle del 50% (supponendo le caratteristiche dei componenti esattamente uquali). La stessa è visualizzata su un oscilloscopio collegato come vedesi nel circuito elettrico, e visibile nell'immagine sottostante.

	Q1 = BC547 Datsheet   Q2 = BC547 R1 = 10 KOhm R2 = 10 KOhm R3 = 1 KOhm R4 = 1 KOhm C1 = 3300 uF C2 = 3300 uF

Collegamento.

Il collegamento sulla basetta sperimentale non presenta problemi e si realizza in pochi secondi per entrambi gli esperimenti che hanno molto in comune. Sistemati i due transistors si individuano i due emettitori e si collegano al negativo di alimentazione. A questo punto si collegano le due resistenze da 10 Kohm tra il positivo di alimentazione e le due basi dei due transistors, quindi si posizionano i due led, il catodo in collegamento col collettore e l'anodo con il positivo di alimentazione. Per finire si collegano i due condensatori elettrolitici, il positivo tra la congiunzione fra il catodo del led e il collettore di un transistor e il negativo alla base dell'altro transistor e viceversa. Si collegano il positivo e il negativo ai 3V dell'alimentatore e si da tensione al circuito. Si vedranno i due LED accendersi in alternanza con frequenza determinata dal valore dei condensatori elettrolitici e dalle resistenze ad essi collegate. Per realizzare il secondo esperimento, basta sostituire i due LED con le resistenze indicate nella lista dei componenti, e lo stesso per i due condensatori elettrolitici. Per alimentazione si utilizza una tensione di 9V.

Sopra a sinistra un'immagine della basetta sperimentale con il circuito descritto. A destra, invece, lo stesso circuito, montato su una piccola basetta per realizzare un piccolo gadget elettronico da alimentare con una piccola batteria da 3 Volt. Per raggiungere lo scopo, è possibile utilizzare un piccolo ritaglio di una basetta millefori o di una basetta ramata costruendo le piste necessarie. Un metodo semplice per realizzare un circuito stampato, è quello di disegnare il contorno delle piste e quindi eliminare lo strato di rame tra queste con un piccolo utensile tipo Dremell, senza utilizzare acidi e costosi bromografi. In basso a destra si vede la forma d'onda generata dal circuito e il valore della frequenza. Si noti il fronte di salita dell'onda qradra non regolare, che dipende dal carico del condensatore. A destra, la foto della basetta sperimentale con il circuito (diversa dalla prima perchè, l'esperimento è stato effettuato in epoca differente).