Un dispositivo controllato in tensione funziona utilizzando una tensione di ingresso per regolare o controllare un parametro elettrico, come corrente, frequenza o resistenza. L’idea di base è che il comportamento o l’uscita del dispositivo siano direttamente influenzati dall’entità della tensione applicata. Ad esempio, in un resistore controllato in tensione, la resistenza cambia in base alla tensione di ingresso. Allo stesso modo, nei transistor, il flusso di corrente attraverso il dispositivo è controllato dalla tensione di ingresso applicata a terminali specifici, come il gate nei transistor ad effetto di campo (FET).
Il controllo della tensione funziona modulando una proprietà elettrica di un dispositivo attraverso l’applicazione di un segnale di tensione. Quando viene applicata una tensione al terminale di controllo del dispositivo, essa influenza un parametro interno come la conduttività del canale nei transistor o la frequenza di oscillazione negli oscillatori. Questa modifica dipendente dalla tensione consente una regolazione precisa dell’uscita del dispositivo, abilitando funzionalità come amplificazione, commutazione e modulazione del segnale. La tensione di controllo determina effettivamente il comportamento del dispositivo, facendolo rispondere in modo prevedibile ai cambiamenti nella tensione applicata.
Un dispositivo controllato in tensione è quello in cui una tensione in ingresso ne determina lo stato operativo o l’uscita. Gli esempi includono oscillatori controllati in tensione (VCO), amplificatori controllati in tensione (VCA) e FET. In questi dispositivi, la tensione di ingresso influenza direttamente un parametro cruciale, come la frequenza nei VCO, il guadagno nei VCA o il flusso di corrente nei FET. Questa dipendenza dalla tensione consente un controllo e una modulazione precisi dei segnali in varie applicazioni elettroniche, dall’elaborazione dei segnali ai sistemi di comunicazione.
Il principio di funzionamento di un oscillatore controllato in tensione (VCO) prevede la generazione di un segnale oscillante la cui frequenza è determinata dalla tensione di controllo in ingresso. Un VCO include tipicamente un circuito che produce una forma d’onda periodica (come un’onda sinusoidale o un’onda quadra) e la frequenza di questa forma d’onda può essere variata modificando la tensione di ingresso. Il circuito VCO regola la frequenza di oscillazione alterando parametri come capacità o induttanza in risposta alla tensione di controllo, consentendo applicazioni nella modulazione di frequenza (FM), anelli ad aggancio di fase (PLL) e sintesi del segnale.
La tensione è una differenza di potenziale elettrico tra due punti, che guida il flusso di corrente elettrica in un circuito. Si misura in volt (V) e rappresenta l’energia per unità di carica disponibile per spostare gli elettroni attraverso un conduttore. La tensione funziona creando un campo elettrico che esercita una forza sulle particelle cariche, facendole muovere e formando una corrente elettrica. In termini pratici, la tensione è ciò che alimenta i dispositivi e i circuiti elettrici, fornendo l’energia necessaria per eseguire lavori come accendere una lampadina o alimentare un motore.
Un transistor a effetto di campo (FET) è chiamato dispositivo controllato in tensione perché il flusso di corrente tra i terminali di drain e source è controllato dalla tensione applicata al terminale di gate. A differenza dei transistor a giunzione bipolare (BJT), in cui la corrente di base controlla la corrente del collettore, i FET funzionano utilizzando la tensione gate-source per modulare la conduttività di un canale a semiconduttore. Questo meccanismo di controllo della tensione consente ai FET di avere un’elevata impedenza di ingresso e un basso consumo energetico, rendendoli adatti a varie applicazioni di amplificazione e commutazione.
La funzione principale di un oscillatore controllato in tensione (VCO) è generare un segnale oscillante la cui frequenza è regolabile in base a una tensione di controllo in ingresso. I VCO vengono utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni, tra cui modulazione di frequenza, generazione di segnali e anelli ad aggancio di fase. Variando la tensione di controllo, la frequenza di uscita del VCO può essere sintonizzata con precisione, consentendo il controllo dinamico della frequenza in sistemi di comunicazione, sintetizzatori e altri dispositivi elettronici che richiedono segnali a frequenza variabile.
