Leggi questo articolo per scoprire le differenze fondamentali tra VCC, VEE, VDD e VSS. Scopri l'origine di questi termini e le loro applicazioni nell'elettronica pratica.
Introduzione
Probabilmente, nel tuo contatto quotidiano con l'elettronica ti sarà capitato di imbatterti in uno dei termini VCC, VEE, VDD o VSS.
Questi simboli potrebbero aver rappresentato le fonti di alimentazione dei tuoi circuiti elettronici o dei tuoi circuiti integrati.
Ti sei mai chiesto, però, quale sia il significato specifico di ciascun personaggio in questi simboli?
Qui scoprirai tutto al riguardo. Imparerai anche alcune applicazioni pratiche che utilizzano questi termini nei tuoi schemi.
Qual è il significato completo dell'acronimo VCC nell'elettronica?
I progettisti utilizzano generalmente il VCC nei circuiti classici che prevedono un transistor a giunzione bipolare (BJT).
Un BJT è un dispositivo utilizzato per amplificare o controllare un segnale elettrico. Si tratta principalmente di un dispositivo a controllo di corrente.
Come vedrete di seguito, un BJT è un componente a tre terminali con i pin collettore (C), emettitore (E) e base (B).
La particolarità dei transistor a giunzione bipolare (BJT) è che, per funzionare correttamente, devono essere polarizzati. In genere, una configurazione tipica per un BJT è quella a emettitore comune.
Osservando attentamente il circuito, si può notare che la sua fonte di alimentazione è VCC. Si ritiene che, tradizionalmente, il termine VCC derivi dal fatto che questa fonte fornisce la tensione del collettore, ovvero VC.
La notazione con doppia "CC" distingue VCC (l'alimentazione del collettore del transistor) da VC (la tensione sul pin del collettore).
Tuttavia, noterete anche il simbolo VCC collegato ai pin di alimentazione di alcuni circuiti integrati, in particolare quelli classici.
Questi chip utilizzano una tecnologia di produzione datata (ma collaudata) che si avvale dei transistor bipolari (BJT).
Di seguito è riportato un esempio di un chip denominato amplificatore operazionale UA 741 prodotto da National Semiconductor.
La struttura interna di questo circuito integrato è costituita principalmente da transistor a giunzione (BJT). Il pin VCC è collegato principalmente per alimentare i pin del collettore dei transistor presenti nel circuito.
Qual è il significato completo dell'acronimo VEE nel campo dell'elettronica?
Come la VCC, anche la VEE deriva da un altro terminale del BJT chiamato emettitore. La tensione presente sul terminale dell'emettitore è la VE, ovvero la tensione dell'emettitore.
È così che è nato il termine VEE, che indica la presenza di alimentazione o di massa sul pin dell'emettitore, per distinguerlo da VE.
Di norma, i progettisti di circuiti considerano il VEE equivalente alla massa in una configurazione di base a emettitore comune.
Tuttavia, esistono diversi tipi di configurazioni per l'emettitore comune. Una di queste è il circuito stabilizzato sull'emettitore.
In un circuito di questo tipo è presente un resistore collegato tra il pin dell'emettitore e la massa; pertanto, in questo circuito VEE e GND non sono uguali.
Anche in questo caso, proprio come nel VCC, troverai molti chip classici che utilizzano il simbolo VEE come fonte di alimentazione.
Questi chip sono generalmente costituiti internamente da transistor bipolari (BJT). Di solito, i progettisti collegano questi pin a GND o a un potenziale negativo.
Tuttavia, alcuni chip distinguono il terminale VEE da quello di massa specificando che il pin VEE richiede una tensione di alimentazione negativa.
Ecco un esempio di un chip denominato circuito multiplexer/demultiplexer analogico CD74HC4051.
Se si dispone di una sola fonte di tensione di alimentazione e non è necessario un potenziale negativo, è possibile collegare VEE e GND.
Qual è il significato completo dell'acronimo VDD nell'elettronica?
Se il VCC ha avuto origine dai circuiti BJT, il termine VDD deriva invece dai circuiti FET (ovvero transistor ad effetto di campo).
Come i transistor a giunzione bipolare (BJT), i progettisti utilizzano i transistor a effetto di campo (FET) principalmente per amplificare o controllare un segnale elettrico. I FET sono componenti dotati di tre terminali: D per il drain, G per il gate e S per la sorgente.
A differenza dei BJT, i FET sono dispositivi controllati principalmente dalla tensione. I FET presentano inoltre impedenze di ingresso più elevate rispetto ai corrispondenti BJT.
Di seguito è riportato un semplice circuito FET (in particolare, del tipo MOSFET). Osservando attentamente, si può notare che la sua fonte di alimentazione è VDD, che alimenta il pin di drain.
Si ritiene che, tradizionalmente, il termine VDD derivi dal fatto che questa sorgente fornisce la tensione di drain, ovvero VD.
La notazione "doppia DD" distingue VDD (la fonte di alimentazione del drain del transistor) da VD (la tensione sul pin del drain).
Inoltre, noterete che il simbolo VDD è collegato ai pin di alimentazione di alcuni circuiti integrati, in particolare quelli più recenti.
Questi chip utilizzano una tecnologia di produzione più efficiente basata sui FET. I circuiti integrati realizzati con i FET sono più stabili dal punto di vista termico, presentano una maggiore densità di transistor e sono più facili da produrre.
Di seguito è riportato un esempio di chip, un microcontrollore denominato PIC16F877A prodotto da Microchip Technology, che utilizza tecniche di produzione basate sui FET.
Qual è il significato completo dell'acronimo VSS nel campo dell'elettronica?
Come il VDD, anche il VSS proviene da un altro pin del dispositivo FET, chiamato “source”. La tensione presente su questo pin è denominata VS, ovvero tensione di source.
VSS fornisce alimentazione o massa a questo pin di source. La doppia SS nel termine VSS distingue l'alimentazione VSS da VS, ovvero la tensione di source.
Si noti che, in una configurazione di base di un FET a canale N, il VSS può essere a massa.
Anche in questo caso, analogamente al VDD, molti chip moderni presentano il simbolo VSS come fonte di alimentazione. I progettisti di circuiti collegano solitamente questi pin a GND o a un potenziale negativo.
Come già illustrato in precedenza nella voce dedicata al VDD, questi chip sono generalmente realizzati internamente utilizzando la moderna tecnologia FET.
Nel microcontrollore PIC16F877A, come illustrato di seguito, il pin VSS funge da pin di massa.
Se si utilizza questo chip in un circuito, si potranno vedere i collegamenti tra VDD e VSS. Nel circuito riportato di seguito, VDD riceve una tensione di +5 V, che viene fornita ai pin VDD del microcontrollore.
Il circuito fornisce ai pin VSS del microcontrollore la massa o il potenziale zero. Questo circuito di esempio fa lampeggiare un LED utilizzando un microcontrollore.
Per eseguire questa operazione, viene inoltre caricato un firmware nell'MCU. Si noti che il potenziale di massa del circuito è interamente collegato a VSS.
Conclusione
Qui hai imparato i termini VCC, VDD, VEE e VSS. Si tratta per lo più di pin di alimentazione che forniscono energia a un circuito elettronico o a un chip.
VCC deriva dalla tensione del collettore di un BJT, VDD dalla tensione del drain di un FET, VEE dalla tensione dell'emettitore di un BJT e VSS dalla tensione della sorgente di un FET.
Ricordate inoltre che, sebbene i pin VEE e VSS siano per lo più collegati a massa, possono anche avere un potenziale negativo a seconda dell'applicazione dei vostri circuiti.