Der Unijunction-Transistor (UJT)

Unijunction-Transistor: Obwohl ein Unijunction-Transistor kein Thyristor ist, kann dieser Baustein größere Thyristoren mit einem Impuls an der Basis B1 triggern. Ein Unijunction-Transistor besteht aus einem Stab aus N-Typ-Silizium mit einer P-Typ-Verbindung in der Mitte. Siehe Abbildung (a). Die Verbindungen an den Enden des Balkens werden als Basen B1 und B2 bezeichnet; der Mittelpunkt des P-Typs ist der Emitter. Bei getrenntem Emitter beträgt der Gesamtwiderstand R_BBO , ein Datenblattelement, ist die Summe von R_B1 und R_B2 wie in Abbildung (b) gezeigt. R_BBO reicht von 4-12kΩ für verschiedene Gerätetypen. Das intrinsische Abstandsverhältnis η ist das Verhältnis von R_B1 zu R_BBO . Sie variiert von 0,4 bis 0,8 für verschiedene Geräte. Das schematische Symbol ist Abbildung (c)

Unijunction-Transistor:(a) Konstruktion, (b) Modell, (c) Symbol

Die Unijunction-Emitterstrom-Spannungs-Kennlinie (Abbildung (a) unten) zeigt, dass als V_E steigt, Strom I_E erhöht I_P am Höhepunkt. Jenseits des Spitzenpunkts nimmt der Strom zu, wenn die Spannung im Bereich des negativen Widerstands abnimmt. Am Talpunkt erreicht die Spannung ein Minimum. Der Widerstand von R_B1 , ist der Sättigungswiderstand am Talpunkt am niedrigsten.

I_P und I_V , sind Datenblattparameter; Für einen 2n2647, I_P und I_V sind 2 µA bzw. 4 mA. [AMS] VP ist der Spannungsabfall über RB1 zuzüglich eines 0,7-V-Diodenabfalls; siehe Abbildung (b) unten. VV wird auf etwa 10 % von V_BB geschätzt .

Unijunction-Transistor:(a) Emitterkennlinie, (b) Modell für VP .

Der Relaxationsoszillator ist eine Anwendung des Unijunction-Oszillators. R_E Gebühren C_E bis zum Höhepunkt. Bis zu diesem Punkt hat der Unijunction-Emitteranschluss keine Auswirkung auf den Kondensator. Sobald die Kondensatorspannung V_E , erreicht den Spitzenspannungspunkt V_P , entlädt der untere E-B1-Widerstand von Emitter-Basis1 den Kondensator schnell. Sobald sich der Kondensator unter den Talpunkt V_V . entlädt , wird der E-RB1-Widerstand wieder hochohmig und der Kondensator kann wieder aufgeladen werden.

Unijunction-Transistor-Relaxationsoszillator und Wellenformen. Oszillator treibt SCR an.

Während der Kondensatorentladung durch den Sättigungswiderstand E-B1 ist ein Impuls an den externen Lastwiderständen B1 und B2 zu sehen, Abbildung oben. Der Lastwiderstand an B1 muss niedrig sein, um die Entladezeit nicht zu beeinflussen. Der externe Widerstand an B2 ist optional. Er kann durch einen Kurzschluss ersetzt werden. Die ungefähre Frequenz ergibt sich aus 1/f =T =RC. Ein genauerer Ausdruck für die Häufigkeit ist in der Abbildung oben angegeben.

Der Ladewiderstand R_E muss in gewissen Grenzen liegen. Es muss klein genug sein, um I_P . zuzulassen basierend auf dem V_BB . fließen weniger V_P supply liefern . Es muss groß genug sein, um I_V . zu liefern basierend auf dem V_BB Versorgung weniger V_V . [MHW] Die Gleichungen und ein Beispiel für einen 2n2647:

Programmierbarer Unijunction-Transistor (PUT): Obwohl der Unijunction-Transistor als veraltet aufgeführt ist (es ist teuer, wenn erhältlich), ist der programmierbare Unijunction-Transistor lebendig und gesund. Es ist kostengünstig und in der Herstellung. Obwohl er eine ähnliche Funktion wie der Unijunction-Transistor hat, ist der PUT ein Thyristor mit drei Anschlüssen. Der PUT weist die für Thyristoren typische vierschichtige Struktur auf, die in der Abbildung unten gezeigt wird. Beachten Sie, dass das Gate, eine Schicht vom N-Typ in der Nähe der Anode, als "Anoden-Gate" bekannt ist. Darüber hinaus ist die Gate-Leitung des Schaltplansymbols am Anodenende des Symbols angebracht.

Programmierbarer Unijunction-Transistor:Kennlinie, interner Aufbau, schematisches Symbol.

Die Kennlinie für den programmierbaren Unijunction-Transistor in der obigen Abbildung ähnelt der des Unijunction-Transistors. Dies ist ein Diagramm des Anodenstroms I_A gegen Anodenspannung V_A . Die Gate-Leitungsspannung stellt die Anodenspitzenspannung V_P . ein, programmiert sie . Wenn der Anodenstrom ansteigt, steigt die Spannung bis zum Spitzenpunkt. Danach führt ein steigender Strom zu einer sinkenden Spannung bis zum Talpunkt.

Das PUT-Äquivalent des Unijunction-Transistors ist in der Abbildung unten gezeigt. Die externen PUT-Widerstände R1 und R2 ersetzen die internen Widerstände des Unijunction-Transistors R_B1 und R_B2 , bzw. Diese Widerstände ermöglichen die Berechnung des intrinsischen Abstandsverhältnisses η.

PUT-Äquivalent eines Unijunction-Transistors

Die folgende Abbildung zeigt die PUT-Version des Unijunction-Relaxationsoszillators. Der Widerstand R lädt den Kondensator bis zum Spitzenpunkt auf, dann bewegt die starke Leitung den Arbeitspunkt die negative Widerstandssteigung hinunter zum Talpunkt. Während der Kondensatorentladung fließt eine Stromspitze durch die Kathode, wodurch eine Spannungsspitze über den Kathodenwiderständen entsteht. Nach der Kondensatorentladung wird der Arbeitspunkt auf die Steigung bis zum Spitzenpunkt zurückgesetzt.

PUT-Relaxationsoszillator

Problem: Was ist der Bereich geeigneter Werte für R in Abbildung oben, einem Relaxationsoszillator? Der Ladewiderstand muss klein genug sein, um genügend Strom zu liefern, um die Anode auf V_P . anzuheben der Spitzenpunkt beim Laden des Kondensators. Einmal V_P erreicht ist, sinkt die Anodenspannung mit steigendem Strom (negativer Widerstand), was den Arbeitspunkt ins Tal verschiebt. Aufgabe des Kondensators ist es, den Talstrom I_V . zu liefern . Sobald es entladen ist, wird der Arbeitspunkt wieder auf die Steigung zum Spitzenpunkt zurückgesetzt. Der Widerstand muss groß genug sein, damit er niemals den High-Tal-Strom I_P . liefert . Wenn der Ladewiderstand jemals so viel Strom liefern könnte, würde der Widerstand den Talstrom liefern, nachdem der Kondensator entladen wurde, und der Arbeitspunkt würde nie wieder auf den hohen Widerstandszustand links vom Spitzenpunkt zurückgesetzt.

Wir wählen das gleiche V_BB =10 V für das Beispiel eines Unijunction-Transistors verwendet. Wir wählen Werte von R1 und R2 so, dass η ungefähr 2/3 beträgt. Wir berechnen η und VS. Das parallele Äquivalent von R1, R2 ist R_G , die nur verwendet wird, um eine Auswahl aus der folgenden Tabelle zu treffen. Zusammen mit V_S =10, der unserem 6.3 am nächsten kommt, finden wir V_T =0,6V und berechnen V_P .

Wir finden auch I_P und I_V , die Spitzen- bzw. Talströme in der Tabelle. Wir brauchen noch V_V , die Talspannung. Wir haben 10 % von V_BB . verwendet =1V, im vorherigen Unijunction-Beispiel. Im Datenblatt finden wir die Durchlassspannung V_F =0,8V bei I_F =50mA. Der Talstrom I_V =70µA ist viel weniger als I_F =50mA. Daher V_V muss kleiner als V_F . sein =0,8V. Wie viel weniger? Zur Sicherheit setzen wir V_V =0V. Dadurch wird die untere Grenze des Widerstandsbereichs etwas angehoben.

Die Wahl von R> 143k garantiert, dass der Arbeitspunkt nach Kondensatorentladungen vom Talpunkt zurückgesetzt werden kann. R <755k ermöglicht das Aufladen bis zu V_P am Höhepunkt.

Ausgewählte 2n6027 PUT-Parameter, angepasst aus 2n6027 Datenblatt. [ON1]

Parameter Bedingungen min typisch max Einheiten V_T V V_S =10V, R_G =1Meg0.20.71.6 V_S =10V, R_G =10k0.20.350,6 I_P µA V_S =10V, R_G =1Meg-1.252.0 V_S =10V, R_G =10k-4.05.0 I_V µA V_S =10V, R_G =1Meg-1850 V_S =10V, R_G =10k70150- V_S =10V, R_G =200Ω1500-- V_F I_F =50mA-0,81,5 V

Die folgende Abbildung zeigt den PUT-Relaxationsoszillator mit den Endwiderstandswerten. Eine praktische Anwendung eines einen SCR auslösenden PUT wird ebenfalls gezeigt. Diese Schaltung benötigt einen V_BB ungefilterte Versorgung (nicht gezeigt), die vom Brückengleichrichter heruntergeteilt wird, um den Relaxationsoszillator nach jedem Nulldurchgang der Leistung zurückzusetzen. Der variable Widerstand sollte einen Mindestwiderstand in Reihe haben, um zu verhindern, dass eine niedrige Poti-Einstellung am Talpunkt hängt.

PUT-Relaxationsoszillator mit Komponentenwerten. PUT steuert SCR-Lampendimmer an.

PUT-Zeitschaltkreise sollen bis 10 kHz verwendbar sein. Wenn anstelle einer exponentiellen Rampe eine lineare Rampe erforderlich ist, ersetzen Sie den Ladewiderstand durch eine Konstantstromquelle, z. B. eine Konstantstromdiode auf FET-Basis. Ein Ersatz-PUT kann aus einem PNP- und NPN-Siliziumtransistor aufgebaut werden, indem das Kathoden-Gate weggelassen und das Anoden-Gate verwendet wird.

RÜCKBLICK:

• Ein Unijunction-Transistor besteht aus zwei Basen (B1, B2), die an einem Widerstandsstab aus Silizium befestigt sind, und einem Emitter in der Mitte. Der E-B1-Übergang hat negative Widerstandseigenschaften; es kann zwischen hohem und niedrigem Widerstand umschalten.
• Ein PUT (programmierbarer Unijunction-Transistor) ist ein 3-poliger 4-Schicht-Thyristor, der wie ein Unijunction-Transistor wirkt. Ein externes Widerstandsnetzwerk „programmiert“ η.
• Das intrinsische Abstandsverhältnis beträgt η=R1/(R1+R2) für einen PUT; ersetzen R_B1 und R_B2 , bzw. für einen Unijunction-Transistor. Die Triggerspannung wird durch η bestimmt.
• Unijunction-Transistoren und programmierbare Unijunction-Transistoren werden auf Oszillatoren, Zeitschaltkreise und Thyristor-Triggerung angewendet.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Thyristoren-Arbeitsblatt