/ / Unijunction транзистор и UJT релаксационен осцилатор

Универсален транзистор и UJT релаксационен осцилатор

Силова електроника

Най- Универсален транзистор или UJT за кратко, е друг твърд три терминалУстройство, което може да се използва в пулсовите, синхронизиращите вериги и задействащите генераторни приложения за превключване и управление на тиристори и триаци за приложения за контрол на мощността на променлив ток.

Подобно на диоди са и едноконусни транзисториизработени от отделни P-тип и N-тип полупроводникови материали, формиращи едно-единствено (оттук и неговото наименование Uni-Junction) PN-възел в главния проводящ N-канал на устройството.

въпреки че Универсален транзистор има името на транзистор, неговото превключванеХарактеристиките са много различни от тези на конвенционалния биполярен или полеви транзистор, тъй като не може да се използва за усилване на сигнал, а вместо това се използва като превключващ транзистор ON-OFF. UJT имат еднопосочни характеристики на проводимост и отрицателни импеданси, действащи по-скоро като делител на променливо напрежение по време на разбивка.

Подобно на N-каналните FET's, UJT се състои от едно твърдо парче полупроводникови материали от N-тип, образуващи основния токопреносен канал с две външни връзки, маркирани като База 22 ) и Основа 11 ). Третата връзка, объркано маркирана като Мощност (E) е разположен по протежение на канала. Терминалът емитер е представен със стрелка, сочеща от емитер на P-тип към базата от N-тип.

Емитерът, коригиращ p-n прехода наедносигналният транзистор се образува чрез сливане на материала тип P в силициевия канал N-тип. Обаче, P-канал UJT с N-тип емитер терминал също са на разположение, но те са малко използвани.

Емитерният възел е разположен по протежение на канала, така че да е по-близо до терминал В2 от Б1, В символа UJT се използва стрелка, която посочвакъм основата, показваща, че терминалът емитер е положителен, а силиконовата лента е отрицателен материал. По-долу са показани символът, конструкцията и еквивалентната схема на UJT.

Символ и конструкция на транзистора

едносимволен транзистор

Забележете, че символът за unijunctionтранзисторът изглежда много подобен на този на транзистора на полевия ефект или на JFET, с изключение на това, че има изкривена стрелка, представляваща входа на емитер (E). Макар и сходни по отношение на техните омически канали, JFET и UJT работят много по различен начин и не трябва да се бъркат.

И така, как работи? От еквивалентната схема можем да видим, че каналът от тип N се състои от два резистора RB2 и RB1 последователно с еквивалентен (идеален) диод, Dпредставляващи p-n прехода, свързан с тяхната централна точка. Този емитер p-n преход е фиксиран в положение по омичния канал по време на производството и следователно не може да се променя.

Съпротивление RB1 се дава между емитера, Е и терминала В1, докато съпротивление RB2 се дава между емитера, Е и терминала В2, Тъй като физическото положение на p-n прехода е по-близо до терминал В2 от Б1 резистивната стойност на RB2 ще бъде по-малко от RB1.

Общото съпротивление на силиконовата лента (нейнатаОмично съпротивление) ще зависи от действителното ниво на допинг на полупроводниците, както и от физическите размери на силициевия канал от тип N, но може да бъде представено с RBB, Ако се измерва с омметър, това статично съпротивление обикновено измерва някъде между около 4kΩ и 10kΩ за най-често срещаните UJT, като 2N1671, 2N2646 или 2N2647.

Тези две серии съпротивления произвеждат мрежата на делителя на напрежението между двата базови терминала на еднопосочния транзистор и тъй като този канал се простира от B2 до Б1когато напрежението е приложено в устройството, потенциалът в която и да е точка по канала ще бъде пропорционален на неговото положение между клемите В2 и Б1, Следователно нивото на градиента на напрежението зависи от количеството захранващо напрежение.

Когато се използва в верига, терминал В1 е свързан към земята и емитерът служи като вход към устройството. Да предположим, че напрежение VBB се прилага в UJT между B2 и Б1 така че Б2 е пристрастен положително спрямо B1, При подаден вход с нулев емитер напрежението се развива в RB1 (по-ниско съпротивление) на резистивния делител на напрежението може да се изчисли като:

Универсален транзистор RB1 Волтаж

напрежение един транзистор rb1

За еднорежимния транзистор съпротивителното съотношение на RB1 към RBB показаното по-горе се нарича вътрешно съотношение на прекъсване и се дава гръцкият символ: η (ЕТА). Типичните стандартни стойности на η варират от 0.5 до 0.8 за най-често срещаните UJT.

Ако малко положително входно напрежение, което е по-малко от напрежението, развито през съпротивление, RB1 (ηVBB ) сега се прилага към входния терминал на излъчвателя,диод p-n кръстопът е обратен предубедени, като по този начин предлага много висок импеданс и устройството не провежда. UJT се превключва "OFF" и потоците с нулев ток.

Въпреки това, когато входното напрежение на емитера се увеличи и стане по-голямо от VRB1 (или ηVBB + 0.7V, където 0.7V е равен на p-n диодния волт на p-n) p-n кръстовището се превръща в преднамерен и unijunction транзисторът започва да се провежда. Резултатът е, че емитерният ток, ηIE сега тече от емитера в региона на базата.

Ефектът от допълнителния емитен ток, протичащ в основата, намалява резистивната част на канала между емитерния възел и В1 терминал. Това намаляване на стойността на RB1 съпротивление на много ниска стойност означава, чеЕмитерният възел става още по-отдалечен, което води до по-голям токов поток. Ефектът от това води до отрицателно съпротивление при емитерния терминал.

По същия начин, ако входното напрежение се прилага между емитера и В1 Терминалът намалява до стойност под разбивка, резистивната стойност на RB1 увеличава до висока стойност. Тогава Универсален транзистор може да се мисли като устройство за прекъсване на напрежението.

Така можем да видим, че съпротивата, представена от RB1 е променлива и зависи от стойността на емитерния ток, IE, След това пренасочване на емитер кръстовище по отношение на B1 причинява повече ток към потока, което намалява съпротивлението между емитер, Е и В1.

С други думи, потокът на ток в емитера на UJT предизвиква резистивна стойност на RB1 да се намали и падът на напрежението в него, VRB1 трябва също да намалее, позволявайки поток на повече ток да произвежда отрицателно състояние на съпротивление.

Приложения за транзистор с една връзка

Сега знаем как a еднопосочен транзистор работи, за какво може да се използва. Най-честото приложение на еднорежимния транзистор е задействащо устройство SCR е и Триаци но други приложения на UJT включват зъбцигенератори, прости осцилатори, фазово управление и времеви вериги. Най-простият от всички UJT вериги е релаксационният осцилатор, който произвежда несинусоидални вълни.

В основен и типичен UJT релаксация осцилаторверига, емитерният терминал на еднопосочния транзистор е свързан към кръстовището на свързан резистор и кондензатор, кръг RC, както е показано по-долу.

Универсален транзисторен релаксационен осцилатор

ujt релаксация осцилатор

Когато напрежението (Vs) е приложено първо,. \ Tunijunction транзистор е "OFF" и кондензатор C1 е напълно разредена, но започва да се зарежда експоненциално чрез резистор R3. Тъй като емитер на UJT е свързан с кондензатор, когато напрежението за зареждане Vc през кондензатора стане по-голямо от стойността на диодния волт, p-n кръстовището се държи като нормален диод и се превръща в предубеден задействащ UJT в проводимост. Универсалният транзистор е "ON". В този момент на емитер на В1 импеданс свива като емитер отива в ниско импеданс наситено състояние с потока на емитер ток през R1 се извършва.

Тъй като омическата стойност на резистора R1 е много ниска,кондензаторът се разрежда бързо през UJT и по R1 се появява бързо нарастващ импулс на напрежение. Също така, тъй като кондензаторът се разрежда по-бързо през UJT, отколкото зареждането през резистор R3, времето за разреждане е много по-малко от времето за зареждане, тъй като кондензаторът се разрежда през ниско съпротивление UJT.

Когато напрежението в кондензатора намалява под точката на задържане на p-n прехода (VOFF ), UJT се превръща в "OFF" и никакъв ток не се влива в емитерния възел, така че отново кондензаторът се зарежда през резистор R3 и този процес на зареждане и разреждане между VON и VOFF се повтаря постоянно, докато има захранващо напрежение, Vs прилага.

Форми за осцилатор UJT

ujt осцилатор форми на вълните

Тогава можем да видим, че еднопосочният осцилаторнепрекъснато превключва “ON” и “OFF” без никаква обратна връзка. Честотата на работа на осцилатора е пряко засегната от стойността на съпротивлението на зареждане R3, последователно с кондензатора C1 и стойността на η. Формата на изходния импулс, генериран от терминала Base1 (B1), е, че на пилообразната форма на вълната и за регулиране на периода от време, трябва само да промените омичната стойност на съпротивлението, R3, тъй като определя постоянното време за зареждане на кондензатора.

Времевият период T на пилообразната вълнова форма ще бъде даден като времето за зареждане плюс времето за разреждане на кондензатора. Тъй като времето за разреждане, τ1 обикновено е много кратък в сравнение с по-голямото време за зареждане на RC, τ2 времевият период на колебание е повече или по-малко еквивалентен на T. τ2, Честотата на колебание следователно се дава от ƒ = 1 / T.

Пример за UJT осцилатор No1

Информационният лист за транзистор 2N2646 Unijunction транзистора дава съотношението на вътрешните стойности η като 0.65. Ако 100nF кондензатор се използва за генериране на времето импулси, изчисляване на времето резистор, необходими за производство на честота на трептене на 100Hz.

1. Периодът на определяне на графика се посочва като: \ t

ujt осцилатор период

2. Стойността на синхронизиращия резистор, R3 се изчислява като:

ujt време резистор

Тогава стойността на резистор за зареждане се изисква втози прост пример се изчислява като 95,3 kΩ до най-близката предпочитана стойност. Въпреки това, има някои условия, необходими за UJT релаксационен осцилатор да работи правилно, тъй като резистивната стойност на R3 може да бъде твърде голяма или твърде малка.

Например, ако стойността на R3 е твърде голяма,(Megohms) кондензаторът може да не се зареди достатъчно, за да задейства излъчвателя на Unijunction в проводимостта, но също така трябва да бъде достатъчно голям, за да гарантира, че UJT превключва "OFF" след като кондензаторът се освободи под долното напрежение на задействане.

По същия начин, ако стойността на R3 е твърде малка (няколкосто ома) веднъж задействан токът, изтичащ в емитерния терминал, може да бъде достатъчно голям, за да задвижва устройството в неговата зона на насищане, което го пречи да се изключи напълно. Така или иначе веригата на уникуларния осцилатор не би могла да осцилира.

UJT верига за контрол на скоростта

Едно типично приложение на unijunctionтранзистор верига по-горе е да генерира серия от импулси за огън и контрол на тиристор. Чрез използването на UJT като задействаща верига за фазово управление в комбинация с SCR или Triac, можем да регулираме скоростта на универсален AC или DC мотор, както е показано.

Контрол на скоростта на еднопосочния транзистор

контрол на скоростта на еднопосочен транзистор

Използвайки веригата по-горе, можем да контролираме скоросттана универсален сериен двигател (или какъвто и да е вид товар, който желаем, нагреватели, лампи и т.н.) чрез регулиране на тока, протичащ през SCR. За да контролирате скоростта на двигателите, просто променете честотата на трионния импулс, което се постига чрез промяна на стойността на потенциометъра.

Обобщена информация за транзистора

Видяхме, че a Универсален транзистор или UJT за кратко е електронно полупроводниково устройствокойто има само един p-n преход в N-тип (или P-тип) леко омичен канал. UJT има три терминала с надпис "Емитер" (Е) и две бази (В1 и В2).

Два омични контакта В1 и В2 са прикрепени към всеки край на полупроводниковия канал със съпротивлението между В1 и В2, когато емитерът е с отворен кръг, наричан междинен съпротивлениеBB, Ако се измерва с омметър, това статично съпротивление обикновено се измерва някъде между около 4kΩ и 10kΩ за най-често срещаните UJT.

Съотношението на RB1 към RBB се нарича вътрешно съотношение на прекъсванеи се дава гръцкият символ: η (ЕТА). Типичните стандартни стойности на η варират от 0.5 до 0.8 за най-често срещаните UJT.

Универсалният транзистор е твърдо състояниезадействащо устройство, което може да се използва в различни схеми и приложения, вариращи от изгарянето на тиристори и триаци, до използването в трионни генератори за вериги за управление на фазите. осцилатор.

Когато е свързан като релаксационен осцилатор, той можеосцилират независимо без резервоарен кръг или сложна мрежа за обратна връзка с RC. Когато е свързан по този начин, еднорежимният транзистор е способен да генерира поредица от импулси с различна продължителност просто чрез промяна на стойностите на един кондензатор (С) или резистор (R).

Обикновено достъпни транзисторивключват 2N1671, 2N2646, 2N2647 и т.н., като 2N2646 е най-популярният UJT за използване в импулсни и трионни генератори и вериги за забавяне на времето. Призовават се и други видове налични еднопосочни транзисторни устройства Програмируеми UJT, които могат да имат превключващи параметри, зададени от външни резистори. Най-често срещаните програмируеми транзистори са 2N6027 и 2N6028.

Коментари (0)
Добави коментар