Le transistor unijonction (UJT)

Transistor unijonction : Bien qu'un transistor unijonction ne soit pas un thyristor, ce dispositif peut déclencher des thyristors plus gros avec une impulsion à la base B1. Un transistor unijonction est composé d'une barre de silicium de type N ayant une connexion de type P au milieu. Voir la figure (a). Les connexions aux extrémités de la barre sont appelées bases B1 et B2; le point médian de type P est l'émetteur. Avec l'émetteur déconnecté, la résistance totale R_BBO , un élément de la feuille de données, est la somme de R_B1 et R_B2 comme le montre la figure (b). R_BBO varie de 4 à 12 kΩ pour différents types d'appareils. Le rapport d'écart intrinsèque η est le rapport de R_B1 à R_BBO . Il varie de 0,4 à 0,8 pour différents appareils. Le symbole schématique est la figure (c)

Transistor unijonction :(a) Construction, (b) Modèle, (c) Symbole

La courbe caractéristique du courant de l'émetteur unijonction en fonction de la tension (figure (a) ci-dessous) montre que V_E augmente, courant I_E augmente I_P au point culminant. Au-delà du point de crête, le courant augmente à mesure que la tension diminue dans la région de résistance négative. La tension atteint un minimum au point de vallée. La résistance de R_B1 , la résistance de saturation est la plus faible au point de vallée.

I_P et I_V , sont des paramètres de feuille de données ; Pour un 2n2647, I_P et I_V sont respectivement 2µA et 4mA. [AMS] VP est la chute de tension sur RB1 plus une chute de diode de 0,7 V ; voir la figure (b) ci-dessous. VV est estimé à environ 10 % de V_BB .

Transistor unijonction :(a) courbe caractéristique de l'émetteur, (b) modèle pour VP .

L'oscillateur à relaxation est une application de l'oscillateur à unijonction. R_E frais C_E jusqu'au point culminant. La borne d'émetteur unijonction n'a aucun effet sur le condensateur jusqu'à ce que ce point soit atteint. Une fois la tension du condensateur, V_E , atteint le point de tension de crête V_P , la résistance E-B1 émetteur-base1 inférieure décharge rapidement le condensateur. Une fois que le condensateur se décharge en dessous du point de vallée V_V , la résistance E-RB1 revient à une résistance élevée et le condensateur est libre de se recharger.

Oscillateur de relaxation à transistor unijonction et formes d'onde. L'oscillateur entraîne le SCR.

Pendant la décharge du condensateur à travers la résistance de saturation E-B1, une impulsion peut être observée sur les résistances de charge externes B1 et B2, figure ci-dessus. La résistance de charge à B1 doit être faible pour ne pas affecter le temps de décharge. La résistance externe en B2 est facultative. Il peut être remplacé par un court-circuit. La fréquence approximative est donnée par 1/f =T =RC. Une expression plus précise de la fréquence est donnée dans la figure ci-dessus.

La résistance de charge R_E doit se situer dans certaines limites. Il doit être suffisamment petit pour permettre I_P couler en fonction du V_BB fournir moins de V_P . Il doit être suffisamment grand pour fournir I_V basé sur le V_BB fournir moins de V_V . [MHW] Les équations et un exemple pour un 2n2647 :

Transistor à Unijonction Programmable (PUT) : Bien que le transistor unijonction soit répertorié comme obsolète (lire cher s'il est disponible), le transistor unijonction programmable est bel et bien vivant. Il est peu coûteux et en production. Bien qu'il remplisse une fonction similaire au transistor unijonction, le PUT est un thyristor à trois bornes. Le PUT partage la structure à quatre couches typique des thyristors illustrés à la figure ci-dessous. Notez que la grille, une couche de type N à proximité de l'anode, est connue sous le nom de « grille d'anode ». De plus, le fil de porte sur le symbole schématique est attaché à l'extrémité anodique du symbole.

Transistor à unijonction programmable :courbe caractéristique, construction interne, symbole schématique.

La courbe caractéristique du transistor unijonction programmable de la figure ci-dessus est similaire à celle du transistor unijonction. Ceci est un tracé du courant d'anode I_A par rapport à la tension d'anode V_A . La tension du fil de grille définit, programme, la tension de crête de l'anode V_P . À mesure que le courant d'anode augmente, la tension augmente jusqu'au point de crête. Par la suite, l'augmentation du courant entraîne une diminution de la tension, jusqu'au point de vallée.

L'équivalent PUT du transistor unijonction est illustré à la figure ci-dessous. Les résistances PUT externes R1 et R2 remplacent les résistances internes du transistor unijonction R_B1 et R_B2 , respectivement. Ces résistances permettent le calcul du rapport d'écartement intrinsèque .

PUT équivalent du transistor unijonction

La figure ci-dessous montre la version PUT de l'oscillateur à relaxation unijonction. La résistance R charge le condensateur jusqu'au point de crête, puis une forte conduction déplace le point de fonctionnement vers le bas de la pente de résistance négative jusqu'au point de vallée. Une pointe de courant traverse la cathode pendant la décharge du condensateur, développant une pointe de tension à travers les résistances cathodiques. Après décharge du condensateur, le point de fonctionnement revient à la pente jusqu'au point de crête.

PUT oscillateur de relaxation

Problème : Quelle est la plage de valeurs appropriées pour R dans la figure ci-dessus, un oscillateur à relaxation ? La résistance de charge doit être suffisamment petite pour fournir suffisamment de courant pour élever l'anode à V_P le point de crête pendant la charge du condensateur. Une fois V_P est atteinte, la tension anodique diminue à mesure que le courant augmente (résistance négative), ce qui déplace le point de fonctionnement vers la vallée. C'est le rôle du condensateur de fournir le courant de vallée I_V . Une fois déchargé, le point de fonctionnement revient à la pente ascendante jusqu'au point de crête. La résistance doit être suffisamment grande pour qu'elle ne fournisse jamais le courant de vallée élevé I_P . Si jamais la résistance de charge pouvait fournir autant de courant, la résistance fournirait le courant de vallée après la décharge du condensateur et le point de fonctionnement ne serait jamais réinitialisé à la condition de résistance élevée à gauche du point de crête.

Nous sélectionnons le même V_BB =10V utilisé pour l'exemple du transistor unijonction. Nous sélectionnons les valeurs de R1 et R2 de sorte que soit environ 2/3. On calcule η et VS. L'équivalent parallèle de R1, R2 est R_G , qui est uniquement utilisé pour effectuer des sélections à partir du tableau ci-dessous. Avec V_S =10, la valeur la plus proche de notre 6.3, on trouve V_T =0.6V et calculez V_P .

On retrouve aussi I_P et I_V , les courants de crête et de vallée, respectivement dans le tableau. Nous avons encore besoin de V_V , la tension de vallée. Nous avons utilisé 10 % de V_BB =1V, dans l'exemple d'unijonction précédent. En consultant la fiche technique, on trouve la tension directe V_F =0.8V à I_F =50mA. Le courant de vallée I_V =70µA est bien inférieur à I_F =50mA. Par conséquent, V_V doit être inférieur à V_F =0.8V. Combien de moins ? Pour être sûr, nous définissons V_V =0V. Cela augmentera un peu la limite inférieure de la plage de résistance.

Le choix de R> 143k garantit que le point de fonctionnement peut se réinitialiser à partir du point de vallée après la décharge du condensateur. R <755k permet de charger jusqu'à V_P au point culminant.

Paramètres PUT 2n6027 sélectionnés, adaptés de la fiche technique 2n6027. [ON1]

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

La figure ci-dessous montre l'oscillateur de relaxation PUT avec les valeurs de résistance finales. Une application pratique d'un PUT déclenchant un SCR est également montrée. Ce circuit a besoin d'un V_BB alimentation non filtrée (non représentée) répartie à partir du pont redresseur pour réinitialiser l'oscillateur de relaxation après chaque passage à zéro de puissance. La résistance variable doit avoir une résistance minimale en série avec elle pour empêcher un réglage de pot bas de s'accrocher au point de vallée.

PUT oscillateur de relaxation avec valeurs des composants. PUT entraîne le gradateur de lampe SCR.

Les circuits de synchronisation PUT sont dits utilisables jusqu'à 10 kHz. Si une rampe linéaire est requise au lieu d'une rampe exponentielle, remplacez la résistance de charge par une source de courant constant telle qu'une diode à courant constant à base de FET. Un PUT de substitution peut être construit à partir d'un transistor au silicium PNP et NPN en omettant la porte de cathode et en utilisant la porte d'anode.

AVIS :

• Un transistor unijonction se compose de deux bases (B1, B2) attachées à une barre résistive de silicium et d'un émetteur au centre. La jonction E-B1 a des propriétés de résistance négative; il peut basculer entre une résistance élevée et faible.
• Un PUT (transistor à unijonction programmable) est un thyristor à 3 bornes à 4 couches agissant comme un transistor à unijonction. Un réseau de résistances externes « programme » .
• Le ratio d'écart intrinsèque est η=R1/(R1+R2) pour un PUT ; remplacer R_B1 et R_B2 , respectivement, pour un transistor unijonction. La tension de déclenchement est déterminée par .
• Les transistors unijonction et les transistors unijonction programmables sont appliqués aux oscillateurs, aux circuits de synchronisation et au déclenchement des thyristors.

FICHE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur les thyristors