Visualizza wikitesto di LM317

L''''LM317''' è un [[circuito integrato|circuito elettronico integrato]] regolatore di [[tensione elettrica|tensione]]. Alla stessa serie appartengono anche gli integrati '''LM117''' ed '''LM217''' (rispettivamente, il modello a standard militari e il modello a standard industriali). È stato uno dei primi regolatori di tensione ad essere realizzati e tuttora è uno dei più diffusi. Venne inventato nel 1970 da Robert C. Dobkin e da Robert J. Widlar, per la [[National Semiconductor]].<ref>[http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio;jsessionid=0FF41190F3F52B9C8E14959343EA73FC.espacenet_levelx_prod_3?FT=D&date=19711102&DB=&locale=en_EP&CC=US&NR=3617859A&KC=A Espacenet - Bibliographic data<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>

== Caratteristiche ==
[[File:Regulador LM317 en disipador.JPG|thumb|L'integrato LM317 montato su dissipatore.]]
L'integrato LM317 viene presentato come un integrato regolatore variabile di tensione positiva e stabilizzata, con una [[corrente elettrica|corrente]] massima erogabile di 1,5 [[ampere|A]]. È dotato di 3 terminali denominati ''input'', ''output'' ed ''adjust'' e viene commercializzato in diversi [[package (elettronica)|package]], ognuno identificato da una diversa lettera aggiunta alla fine della sigla dell'integrato. Due package molto diffusi sono il [[TO-220]], per il quale la lettera identificativa è la T, ed il [[TO-3]], la cui lettera identificativa è la K. A seconda della casa produttrice esiste anche in package a tecnologia a montaggio superficiale ([[Surface mount technology|SMT]]): infatti, sebbene sia stato inizialmente introdotto dalla [[National Semiconductor]], anche altre case costruttrici sono autorizzate alla sua produzione.

La tensione in uscita è regolabile a piacere purché si mantenga una differenza tra tensione in ingresso e tensione in uscita inferiore a 40 [[volt|V]] (60V per la versione LM317HV, High Voltage). L'integrato inoltre introduce di per sé una caduta di tensione tra ingresso e uscita (detta tensione di drop-out), non superiore a 3 V.
La regolazione della tensione d'uscita avviene, da parte del componente, mantenendo una caduta di tensione costante e pari a 1,25 V tra il terminale di regolazione e l'uscita. Ciò pone un limite inferiore alla tensione ottenibile all'uscita che è pari a 1,25 V, sebbene tale limite sia superabile con alcuni accorgimenti. Alcuni esempi:

{| class="wikitable"
|-
! Tensione in ingresso !! Massima tensione in uscita !! Minima tensione in uscita
|-
| 24 V || 21 V || 1,25 V
|-
| 40 V || 37 V || 1,25 V
|-
| 60 V || 57 V || 20 V
|}

L'integrato dispone di una protezione interna contro le sovracorrenti, agente anche in caso di corto circuito, che opera una riduzione della tensione d'uscita tale da limitare la corrente ad 1,5 A massimi. Va tenuto presente che in queste condizioni il regolatore si trova ad erogare la massima corrente e che, riducendo la sua tensione d'uscita, la caduta di tensione ai suoi capi tende all'aumento: la potenza dissipata tende quindi ad aumentare, anche considerevolmente, rispetto ai valori di funzionamento a regime e con essa anche il calore generato dal dispositivo, che è in prima approssimazione proporzionale alla potenza dissipata.

Si riporta di seguito una tabella riassuntiva delle principali caratteristiche degli integrati LM317, LM117 ed LM217. Si noti come, per questi ultimi due integrati, l'unico parametro che differisce sia la [[temperatura]] di giunzione.

{| class="wikitable"
|-
! Simbolo !! Parametro !! Valore !! Unità di misura
|-
| V<sub>I-O</sub> || Massima differenza di tensione tra ingresso ed uscita || 40 || V
|-
| I<sub>O</sub> || Corrente in uscita || Limitata internamente ||
|-
| T<sub>OP</sub> || Temperatura di giunzione (LM117)|| da -55 a 150 || °C
|-
| T<sub>OP</sub> || Temperatura di giunzione (LM217)|| da -25 a 150|| °C
|-
| T<sub>OP</sub> || Temperatura di giunzione (LM317)|| da 0 a 125 || °C
|-
| P<sub>TOT</sub> || Potenza dissipata || Limitata internamente ||
|-
| T<sub>STG</sub> ||Temperatura ambiente || da -65 a 150 || °C
|}

==Utilizzo==
[[File:Lm317 front.png|thumb|Disegno di un LM317 e relativa piedinatura. Si ricorda che il piedino centrale è collegato all'aletta metallica a cui può venir collegato un dissipatore.]]
[[File:LM317 typical schematic.svg|thumb|Schema di un LM317 nella tipica applicazione come regolatore di tensione. Sono presenti anche i tipici condensatori di filtro per ridurre gli effetti del rumore in ingresso e per gestire i transienti sul terminale di uscita.]]
L'utilizzo più comune vede lo LM317 impiegato come [[regolatore di tensione]]. I terminali di ''input'', ''output'' ed ''adjust'' vengono connessi - rispettivamente - alla sorgente di tensione, al carico da alimentare e ad una circuiteria che fissa la tensione d'uscita.
Il caso più semplice prevede l'utilizzo di un [[partitore di tensione]], costituito da due [[resistore|resistori]] - R<sub>1</sub> ed R<sub>2</sub> (rispettivamente R<sub>H</sub> ed R<sub>L</sub> nello schema a destra), per fissare la tensione d'uscita: la resistenza del primo resistore è generalmente assunta di valore ridotto, in modo da assicurare la minima corrente di carico necessaria al corretto funzionamento dell'LM317, mentre il valore della seconda viene scelto in base alla tensione che si desidera ottenere all'uscita secondo la seguente formula:

<math>V_{OUT}=V_{REF}\left( 1+\frac{R2}{R1} \right)+I_{ADJ}R2</math>

Di conseguenza, il calcolo di <math>R2</math> viene eseguito con la seguente formula:

<math>R2=\frac{V_{R2}}{I_{R2}}=\frac{V_{OUT}-V_{REF}}{\frac{V_{REF}}{R1}+I_{ADJ}} = \frac{V_{OUT}-V_{REF}}{I_{R1}+I_{ADJ}}</math>

dove V<sub>R2</sub> e I<sub>R2</sub> sono, rispettivamente, la tensione ai capi e la corrente circolante in R<sub>2</sub>.
Il valore di I<sub>ADJ</sub> viene di solito trascurato, poiché il suo ordine di grandezza varia dai cinquantesimi ai centesimi di I<sub>R1</sub> (variazioni causate dalle inevitabili tolleranze di produzione).

Al posto di un resistore con un valore fisso, R<sub>2</sub> può essere sostituito da un resistore variabile: in questo modo è possibile scegliere con precisione il valore da ottenere in uscita. Tipicamente si opterà per un [[trimmer (elettronica)|trimmer]] nel caso sia necessaria una taratura occasionale del circuito, o per un [[potenziometro]] qualora il circuito debba essere regolato più spesso.
Questa semplicità d'utilizzo pone l'LM317 tra le prime opzioni qualora si debba realizzare un [[alimentatore elettrico|alimentatore]] a tensione variabile o fissa, anche non convenzionale.
È da notare, infine, che spesso lo schema di base composto dal solo partitore di regolazione viene integrato da altri componenti per migliorare le caratteristiche complessive del circuito (si rimanda alla lettura del datasheet).<!-- condensatori diodi ecc... come da datasheet-->

===Altri utilizzi===
[[File:LM317_1A_ConstCurrent.svg|thumb|upright=1.6|Schema dell'integrato LM317 utilizzato come regolatore di corrente.]]
La semplicità del principio di funzionamento di questo dispositivo lo rende adattabile a svariate applicazioni. LM317 infatti può funzionare come regolatore (o generatore) di [[generatore di corrente|corrente]], cioè come un dipolo che è in grado di imprimere una corrente costante al ramo in cui è inserito. Per ottenere tale risultato è sufficiente una semplice tensione di pinch-off tra i terminali ''adjust'' ed ''output'' (vedi figura).
Il calcolo della corrente d'uscita è immediato: sapendo che il regolatore tende a mantenere una tensione di 1,25 V tra i terminali ''output'' ed ''adjust'', varrà la [[Legge di Ohm]]:

<math>V_{REF} = R I = 1,25 V</math>

perciò il valore della corrente sarà pari a:

<math>I = \dfrac{V_{REF}}{R} = \dfrac{1,25 V}{R}</math>

Utilizzando, ad esempio, una resistenza di valore pari ad 1,25 [[Ohm|Ω]], la corrente erogata sarà pari ad 1 [[Ampere|A]]. Qualora si necessitasse di ridurla basterà aumentare il valore della resistenza, o inserirne una seconda, anche variabile, in [[Circuiti in serie e in parallelo#Resistori in serie|serie]] a quella già presente: è una pratica comune, infatti, inserire una resistenza che fissi il valore massimo della corrente in serie ad un [[potenziometro]] od un [[trimmer (elettronica)|trimmer]] che consentano la regolazione.

Resta fermo il limite della corrente massima erogabile di 1,5 A, il quale fissa il valore minimo della resistenza pari a 830 [[Ohm|mΩ]]. Va infine ricordato che la resistenza scelta dev'essere in grado di sopportare la potenza che andrà a dissipare durante il funzionamento, pari a RI<sup>2</sup>.

Altri utilizzi sono suggeriti dal costruttore nel datasheet del componente, cui si rimanda per maggiori dettagli. <!-- carica batterie, ecc -->

==Varianti==
Dell'integrato LM317, oltre ai già citati LM117 ed LM217, esiste anche un'altra variante, l''''LM337''' ideata da Robert A. Pease e commercializzata sempre dalla [[National Semiconductor]]. Essa presenta le stesse caratteristiche dell'LM317 con l'unica, grande differenza di non essere un regolatore di tensione positiva, bensì un regolatore di tensione negativa. Esiste una versione, LM317L, dove la L indica sia il package diverso, (vedasi il paragrafo 1) in questo caso un package [[TO-92]] sia la diversa corrente erogabile in uscita di 100mA. Può così essere utilizzato per piccoli circuiti con assorbimenti modesti mantenendo dimensioni compatte e senza dover ricorrere alla tecnologia [[Alimentatore elettrico#Switching o .22commutazione.22|switching]].

Esistono delle varianti con corrente di uscita più elevata: l'LM350 può erogare fino a 3 Ampere, mentre l'LM338 può erogare fino a 5 Ampere.

Sebbene non siano propriamente delle varianti, si segnalano gli integrati della [[serie 7800]] e 7900, rispettivamente a tensione positiva e a tensione negativa. Hanno caratteristiche simili, ma erogano valori di tensione fissi compresi tra 5 e 24 V.

== Note ==
<references/>

== Voci correlate ==
* [[Circuito integrato]]
* [[National Semiconductor]]
* [[Texas Instruments]]
* [[Serie 7800]]
* [[alimentatore elettrico]]
* [[Generatore di corrente]]

== Altri progetti ==
{{Interprogetto}}

== Collegamenti esterni ==
<!-- Le pagine della National Semiconductor non esistono più... Consultare la Texas Instruments!!

* {{cita web|url=http://www.national.com/mpf/LM/LM317.html|titolo=Pagina dedicata del sito della National Semiconductor|accesso=13 giugno 2011|lingua=en}}
* {{cita web|url=http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf|titolo=Datasheet della National Semiconductor|accesso=13 giugno 2011|lingua=en|formato=PDF|pagine=28}}
-->
* {{cita web|url=https://www.ti.com/product/lm317|titolo=Pagina del componente sul sito della Texas Instruments|accesso=13 novembre 2012|lingua=en}}
* {{cita web|url=https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf|titolo=Datasheet della Texas Instruments|accesso=13 novembre 2012|lingua=en}}
* {{cita web|url= http://www.febat.com/Elettronica/Elettronica_regolatori_tensione_variabile.html|titolo= LM317 ed LM337 utilizzati per realizzare degli alimentatori variabili|accesso= 13 giugno 2011|dataarchivio= 21 agosto 2011|urlarchivio= https://web.archive.org/web/20110821040736/http://www.febat.com/Elettronica/Elettronica_regolatori_tensione_variabile.html|urlmorto= sì}}

{{Portale|elettronica|Ingegneria}}

[[Categoria:Circuiti integrati]]