En unijunction transistor er en 3 terminal halvleder enhet som er ulik en BJT har bare en enkelt pn kryss. Den er i utgangspunktet designet for å brukes som en-trinns oscillatorkrets for å generere pulssignaler som er egnet for digitale kretsapplikasjoner.
UJT Relaxation Oscillator Circuit
Ununksjonstransistoren kan vanligvis være kablet i form av en avslapningsoscillator som vist i den følgende grunnleggende kretsen.
Her fungerer komponentene RT og CT som timingelementene og bestemmer frekvensen eller svingningshastigheten til UJT-kretsen.
For å beregne oscilleringsfrekvensen kan vi bruke følgende formel, som inneholder unijunction transistor indre stand-off ratio de som en av parametrene sammen med RT og CT for å bestemme de oscillerende pulser.
Standardverdien for avstandsforholdet for en typisk UJT-enhet er mellom 0,4 og 0,6 . Dermed vurderer verdien av de = 0,5, og erstatter den i ovenstående ligning får vi:
Når forsyningen slås PÅ, lader spenningen gjennom motstanden RT kondensatoren CT mot forsyningsnivået VBB. Nå bestemmes avstandsspenningen Vp av Vp over B1 - B2, i forbindelse med UJT-avstandsforholdet de som: Vp = de VB1VB2 - VD.
Så lenge forblir spenningen VE over kondensatoren lavere enn Vp, UJT-terminalene over B1, B2 viser en åpen krets.
Men i det øyeblikket spenningen over CT går utover Vp, utløses unijunction-transistoren, og utleder raskt kondensatoren og starter en ny syklus.
Under UJT-avfyringen resulterer potensialet over R1 i å stige, og potensialet over R2 faller.
Den resulterende bølgeformen over emitteren til UJT produserer et sagtannssignal som viser et positivt potensial ved B2, og et negativt potensial ved B1-ledninger av UJT
Bruksområder for Unijunction Transistor
Følgende er de viktigste bruksområdene der unijunction transistorer er mye brukt.
- Utløserkretser
- Oscillatorkretser
- Spenning / strømregulert forsyning.
- Timerbaserte kretser,
- Sagtanngeneratorer,
- Fasekontrollkretser
- Bistable nettverk
Hovedtrekkene
Lett tilgjengelig og billig : Den billige prisen og den enkle tilgjengeligheten av UJT sammen med noen eksepsjonelle funksjoner har ført til en bred implementering av denne enheten i mange elektroniske applikasjoner.
Lavt energiforbruk : På grunn av funksjonen med lavt strømforbruk under normale arbeidsforhold, blir enheten ansett som et utrolig gjennombrudd i den konstante innsatsen for å utvikle rimelig effektive enheter.
Svært stabil pålitelig drift : UJT fungerer med ekstrem pålitelighet og med en ekstremt nøyaktig utgangssvar, når den brukes som en oscillator eller i en utløserkrets.
Unijunction Transistor Basic Construction
Figur 1
UJT er en tre-terminal halvlederanordning som inneholder en enkel konstruksjon som vist i figuren ovenfor.
I denne konstruksjonen tilveiebringer en blokk med mildt dopet silisiummateriale av n-type (som har økt motstandskarakteristikk) et par basekontakter som er koblet til to ender av den ene overflaten, og en aluminiumstang legert på den motsatte bakoverflaten.
P-n-krysset til enheten er opprettet på grensen til aluminiumstangen og n-typen silisiumblokk.
Dette så dannede enkle p-n-krysset er årsaken til navnet på enheten 'unijunction' . Enheten ble opprinnelig kjent som duo (dobbel) basisdiode på grunn av forekomsten av et par basekontakter.
Legg merke til at i figuren ovenfor at aluminiumstangen er smeltet / slått sammen på silisiumblokken i en posisjon som er nærmere basen 2-kontakten enn basen 1-kontakten, og at basen 2-terminalen har blitt positiv i forhold til basen 1-terminalen av VBB volts. Hvordan disse aspektene påvirker bruken av UJT vil fremgå av de følgende avsnittene
Symbolsk representasjon
Den symbolske representasjonen av ununksjonstransistoren kan sees i bildet nedenfor.
Figur # 2
Vær oppmerksom på at emitterterminalen er vist med en vinkel mot den rette linjen som viser blokken av n-type materiale. Pilhodet kan sees i retning av typisk strøm (hull) mens ununction-enheten er i foroverspent, utløst eller ledende tilstand.
Unijunction Transistor Equivalent Circuit
Figur # 3
Tilsvarende UJT-krets kan sees i det viste bildet ovenfor. Vi kan finne hvor relativt enkel denne ekvivalente kretsen ser ut til å være, som inkluderer et par motstander (en fast, en justerbar) og en enslig diode.
Motstanden RB1 vises som en justerbar motstand med tanke på at verdien vil endres når den nåværende IE endres. Faktisk, i en hvilken som helst transistor som representerer en ununksjon, kan RB1 svinge fra 5 kΩ ned til 50 Ω for enhver tilsvarende endring av IE fra 0 til 50 = μA. Interbasemotstanden RBB representerer motstanden til enheten mellom terminalene B1 og B2 når IE = 0. I formel for dette er,
RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0
Området for RBB er normalt innenfor 4 og 10 k. Aluminiumsstangplasseringen som vist i første figur gir de relative størrelsene på RB1, RB2 når IE = 0. Vi kan estimere verdien av VRB1 (når IE = 0) ved hjelp av spenningsdelerloven, som gitt nedenfor:
VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = ηVBB (med IE = 0)
Det greske brevet de (eta) er kjent som det indre stand-off-forholdet til unijunction transistor-enheten og er definert av:
η = RB1 / (RB1 + RB2) (med IE = 0) = RB1 / RBB
For den angitte emitterspenningen (VE) som er høyere enn VRB1 (= ηVBB) ved diodenes fremre spenningsfall VD (0,35 → 0,70 V), blir dioden utløst PÅ. Ideelt sett kan vi anta kortslutningstilstanden, slik at IE vil begynne å lede via RB1. Gjennom ligning kan utløserspenningsnivået til emitteren uttrykkes som:
VP = ηVBB + VD
Hovedegenskaper og arbeid
Egenskapene til en representativ ununksjonstransistor for VBB = 10 V er angitt i figuren nedenfor.
Figur # 4
Vi kan se at for emitterpotensial som er angitt på venstre side av toppunktet, overstiger IE-verdien aldri IEO (som er i mikroampere). Den nåværende IEO følger mer eller mindre omvendt lekkasjestrøm ICO til den konvensjonelle bipolare transistoren.
Denne regionen blir referert til som avskjæringsområdet, som også angitt i fig.
Så snart ledning oppnås ved VE = VP, reduseres emitterpotensialet VE når IE-potensialet øker, noe som er nøyaktig i samsvar med den reduserende motstanden RB1 for å øke strøm IE, som forklart tidligere.
Ovennevnte karakteristikk gir en ununksjonstransistor med en svært stabil negativ motstandsregion, som gjør at enheten kan fungere og kan brukes med ekstrem pålitelighet.
Under prosessen ovenfor kan dalpunktet forventes å bli endelig oppnådd, og enhver økning i IE utover dette området fører til at enheten kommer inn i metningsområdet.
Figur # 3 viser en diodeekvivalent krets i samme region med en lignende karakteristikk.
Fallet i motstandsverdien til anordningen i det aktive området skyldes på grunn av de injiserte hullene i n-typen blokken av aluminiumstangen av p-typen så snart avfyringen av enheten skjer. Dette resulterer i en økning i antall hull på n-type seksjonen øker antallet av frie elektroner, noe som forårsaker en forbedret ledningsevne (G) over enheten med en tilsvarende reduksjon i motstanden (R ↓ = 1 / G ↑)
Viktige parametere
Du finner ytterligere tre viktige parametere knyttet til en ununksjonstransistor som er IP, VV og IV. Alle disse er angitt i figur 4.
Disse er faktisk ganske enkle å forstå. Den normalt eksisterende emitterkarakteristikken kan læres fra figur 5 nedenfor.
Figur # 5
Her kan vi observere at IEO (μA) ikke merkes fordi den horisontale skalaen er kalibrert i milliamper. Hver av kurvene som krysser den vertikale aksen er de tilsvarende resultatene av VP. For konstante verdier av η og VD endres VP-verdien i samsvar med VBB, som formulert nedenfor:
Unijunction transistor datablad
Et standard utvalg av tekniske spesifikasjoner for UJT kan læres fra figur # 5 nedenfor.
UJT Pinout Detaljer
Pinout-detaljene er også inkludert i databladet ovenfor. Legg merke til at basestasjonene B1 og B2 ligger motsatt hverandre mens emitterpinnen ER er plassert i sentrum, mellom disse to.
Videre er basestiften som skal være forbundet med høyere forsyningsnivåer nær off-shoot på kragen på pakken.
Hvordan bruke en UJT for å utløse en SCR
En relativt populær applikasjon av UJT er å utløse kraftenheter som SCR. De grunnleggende komponentene i denne typen utløserkrets er avbildet i nedenstående diagram # 6.
Figur # 6: Utløse en SCR ved hjelp av en UJT
Figur # 7: UJT Lastelinje for en utløser for en ekstern enhet som SCR
De viktigste timingkomponentene er dannet av R1 og C, mens R2 fungerer som en nedtrekksmotstand for utgangsutløsende spenning.
Hvordan beregne R1
Motstanden R1 må beregnes for å garantere at lastelinjen som definert av R1 beveger seg via enhetens egenskaper innenfor det negative motstandsområdet, dvs. mot høyre side av toppunktet, men til venstre for dalpunktet som angitt i Fig. 7.
Hvis lastelinjen ikke er i stand til å krysse høyre side av toppunktet, kan ikke ununction-enheten starte opp.
R1-formelen som garanterer en PÅ-tilstand kan bestemmes når vi tar høyde for toppunktet der IR1 = IP og VE = VP. Ligningen IR1 = IP ser logisk ut fordi kondensatorens ladestrøm, på dette punktet, er null. Betydning, kondensatoren på dette spesifikke punktet går gjennom en lading til en utladningstilstand.
For ovennevnte tilstand kan vi derfor skrive:
Alternativt, for å garantere en komplett SCR-slå av:
R1> (V - Vv) / Iv
Dette innebærer at valgområdet til motstanden R1 må være som uttrykt som gitt nedenfor:
(V - Vv) / Iv
Hvordan beregne R2
Motstanden R2 må være tilstrekkelig liten for å sikre at SCR ikke falsk utløses av spenning VR2 over R2 når IE ≅ 0 Amp. For dette må VR2 beregnes i henhold til følgende formel:
VR2, R2V / (R2 + RBB) (når IE ≅ 0)
Kondensatoren gir tidsforsinkelsen mellom utløsende pulser, og bestemmer også lengden på hver puls.
Hvordan beregne C
Med henvisning til figuren nedenfor, så snart kretsen får strøm, vil spenningen VE som er lik VC begynne å lade kondensatoren mot spenningen VV gjennom en tidskonstant τ = R1C.
Figur 8
Den generelle ligningen som bestemmer ladetiden til C i et UJT-nettverk er:
vc = Vv + (V - Vv) (1 - er-t / R1C)
Gjennom våre tidligere beregninger kjenner vi allerede spenningen over R2 i løpet av kondensatorens ladeperiode ovenfor. Nå, når vc = vE = Vp, vil UJT-enheten komme i bryter PÅ-tilstand, noe som får kondensatoren til å lades ut via RB1 og R2, med en hastighet avhengig av tidskonstanten:
τ = (RB1 + R2) C
Følgende ligning kan brukes til å beregne utladningstid når
vc = vE
deg ≅ Vpe -t / (RB1 + R2) C
Denne ligningen har blitt litt kompleks på grunn av RB1, som går gjennom en reduksjon i verdi når emitterstrømmen øker, sammen med andre aspekter i kretsen som R1 og V, som også påvirker utladningshastigheten til C generelt.
Til tross for dette, hvis vi refererer til den ekvivalente kretsen som gitt ovenfor Figur # 8 (b), kan verdiene til R1 og RB2 typisk være slik at et Thévenin-nettverk for konfigurasjonen rundt kondensatoren C kan påvirkes marginalt av R1, RB2-motstander. Selv om spenningen V ser ut til å være ganske stor, kan den resistive skillelinjen som hjelper Thévenin-spenningen generelt overses og elimineres, som vist i nedenstående diagram med redusert ekvivalent:
Derfor hjelper den forenklede versjonen ovenfor oss med å få følgende ligning for utladningsfasen til kondensatoren C, når VR2 er på topp.
VR2 ≅ R2 (Vp - 0.7) / R2 + RB1
For flere applikasjonskretser kan du også referer til denne artikkelen
Forrige: Mini Transceiver Circuit Neste: PIR innbruddsalarmkrets
