Un vecchio detto suggerisce che non ci sono cattivi studenti, ma solo cattivi insegnanti. E quando si tratta di imparare l'elettronica, è fondamentale trovare qualcuno che sappia spiegare oltre i libri, le teorie e i valori. All'edizione 2019 della Maker Faire Bay Area, il team di Evil Mad Scientist Labs ha fatto un lavoro straordinario nell'insegnare e dimostrare il funzionamento del primo circuito integrato commerciale, il Fairchild μL914. Se vuoi saperne di più su transistor, resistenze e come funziona un circuito integrato, devi vedere questo.
Se ti sei mai chiesto cosa c'è all'interno di un circuito integrato, non sei solo. Oltre ai diagrammi ufficiali, l'alternativa è «spogliare» il chip e metterlo sotto un microscopio, un compito per niente facile.
Tuttavia, alcuni esperti e appassionati che sono passati dalla Maker Faire Bay Area (che si è conclusa domenica scorsa) hanno preso questa domanda e l'hanno trasformata in una geniale sessione educativa. Windell Oskay, Lenore Edman, Eric Schlepfer, John McMaster e Ken Shirriff hanno unito le loro forze in una mostra che ci insegna con grande precisione come funziona un circuito integrato:
Così funziona un circuito integrato
Il chip scelto era un Fairchild μL914, e non è un caso. Da un lato, si tratta del primo circuito integrato commerciale, e dall'altro, le sue dimensioni e la sua età (fu lanciato negli anni '60) lo rendono più facile da «aprire», per così dire. Il μL914 è ciò che è noto come una porta NOR duale a due ingressi, mentre nella vita reale sembra un piccolo ragno:
Con l'aiuto di una piccola scatola e un paio di luci LED, è molto facile dimostrare il funzionamento del circuito. L'uscita di una porta NOR rimane in posizione «alta» o «accesa» finché la condizione dei suoi due ingressi è «bassa» o «spenta». Se una o entrambe cambiano, l'uscita andrà in «bassa», spegnendo la luce LED. I pin 1 e 2 sono gli ingressi della porta A, i pin 3 e 5 gli ingressi della porta B, i pin 7 e 6 corrispondono alle uscite A e B, il pin 8 è V+, e il pin 4 è terra.
Il team è riuscito a rimuovere l'epossidica che ricopre il chip e, mettendolo sotto il microscopio, è possibile osservare il suo design interno, ma non è tutto. Oskay ci mostra nel video una versione plastica su larga scala di un transistor NPN, lo stesso che rileviamo all'interno del μL914, con riferimenti alla sua base, emettitore e collettore.
La parte migliore è il modello 3D in acrilico del Fairchild μL914. I suoi sei transistor sono esposti e i «ossi di cane» sono in realtà resistenze. I pin 1 e 2 passano attraverso le resistenze e si collegano alle basi di due transistor. Gli emettitori di quei transistor sono collegati insieme e da lì vanno al pin 4, che è terra. Lo stesso accade con i collettori, ma la loro destinazione è il pin 7. E il processo si ripete con i pin 3 e 5.
Un altro aspetto da evidenziare è che il Fairchild μL914 ha componenti ridondanti. I transistor sono 6, ma ne usa solo 4 (uno è in corto e uno «fluttuante»). Sobrano anche un paio di resistenze.
In sintesi, un lavoro favoloso da parte di questo team. Se tutta l'elettronica fosse così, non sarebbe così complicato assimilarne i concetti. Vuoi saperne di più? Non esitare a leggere i nostri articoli su simulatori di circuiti, e il funzionamento dei servomotori.
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