Enokonusni tranzistor je 3-polna polprevodniška naprava, ki ima za razliko od BJT samo en pn spoj. V osnovi je zasnovan za uporabo kot enostopenjsko oscilatorno vezje za generiranje impulznih signalov, primernih za uporabo v digitalnih vezjih.
UJT vezje sprostitvenega oscilatorja
Enokonusni tranzistor je lahko običajno ožičen v obliki sprostitvenega oscilatorja, kot je prikazano v naslednjem osnovnem vezju.
Tu komponente RT in CT delujejo kot časovni elementi in določajo frekvenco ali stopnjo nihanja vezja UJT.
Za izračun nihajne frekvence lahko uporabimo naslednjo formulo, ki vključuje enosmerno tranzistorno lastno razmerje izklopa kot enega od parametrov skupaj z RT in CT za določanje nihajnih impulzov.
Standardna vrednost razmerja mirovanja za običajno napravo UJT je med 0,4 in 0,6 . Tako upošteva vrednost = 0,5 in ga z nadomestitvijo v zgornji enačbi dobimo:
Ko je napajanje vklopljeno, napetost skozi upor RT napolni kondenzator CT proti nivoju napajanja VBB. Zdaj se napetost V-napetosti Vp določi z vrednostjo Vp v B1 - B2, v povezavi z razmerjem odmika UJT kot: Vp = VB1VB2 - VD.
Tako dolgo napetost VE na kondenzatorju ostane nižja od Vp, terminali UJT na B1, B2 kažejo odprt krog.
Toda v trenutku, ko napetost na CT preseže Vp, se sproži enosmerni tranzistor, ki hitro izprazni kondenzator in sproži nov cikel.
Med sprožitvijo primerka UJT povzroči, da se potencial čez R1 dvigne in potencial čez R2 pade.
Nastala valovna oblika čez oddajnik UJT proizvaja žagov signal, ki kaže pozitiven potencial pri B2 in negativni potencial pri vodilih B1 UJT
Področja uporabe unijunkcijskega tranzistorja
Sledijo glavna področja uporabe, kjer se enosmerni tranzistorji pogosto uporabljajo.
- Sprožitev vezij
- Oscilatorji
- Oskrbe z napetostjo / tokom.
- Časovno zasnovana vezja,
- Žagasti generatorji,
- Vezja za fazno krmiljenje
- Bistabilna omrežja
Glavne značilnosti
Lahko dostopna in poceni : Zaradi poceni cene in enostavne razpoložljivosti UJT-jev ter nekaterih izjemnih lastnosti je bila ta naprava široko uporabljena v številnih elektronskih aplikacijah.
Nizka poraba energije : Zaradi funkcije nizke porabe energije v običajnih delovnih pogojih naprava velja za neverjeten preboj v nenehnih prizadevanjih za razvoj primerno učinkovitih naprav.
Zelo stabilno in zanesljivo delovanje : Ko se UJT uporablja kot oscilator ali v zakasnilnem sprožilnem vezju, deluje izjemno zanesljivo in z izjemno natančnim izhodnim odzivom.
Osnovna konstrukcija enosmernega tranzistorja
Slika # 1
UJT je polprevodniška naprava s tremi priključki, ki vključuje preprosto konstrukcijo, kot je prikazano na zgornji sliki.
Pri tej konstrukciji blok blago dopiranega silicijevega materiala n-tipa (s povečano odpornostjo) zagotavlja par osnovnih kontaktov, povezanih na dva konca ene površine, in aluminijasto palico, ki je legirana na nasprotni zadnji površini.
P-n spoj naprave je ustvarjen na meji aluminijaste palice in silicijevega bloka n-tipa.
Tako oblikovan enojni p-n spoj je razlog za ime naprave 'unijunction' . Naprava je bila sprva znana kot duo (dvojna) osnovna dioda zaradi pojava para osnovnih kontaktov.
Upoštevajte, da je na zgornji sliki, da je aluminijasta palica stopljena / združena na silikonskem bloku v položaju, ki je bližje kontaktu osnove 2 kot stik osnove 1, in tudi priključek podnožja 2 je postal pozitiven glede na priključek osnove 1 z VBB volti. Kako ti vidiki vplivajo na delovanje UJT, bo razvidno iz naslednjih oddelkov
Simbolična predstavitev
Simbolični prikaz enojnega tranzistorja je razviden na spodnji sliki.
Slika 2
Upoštevajte, da je oddajni priključek prikazan pod kotom do ravne črte, ki prikazuje blok materiala tipa n. Glava puščice je usmerjena v smeri tipičnega toka (luknje), medtem ko je enojna naprava v prednapetem, sproženem ali prevodnem stanju.
Enojno vezni tranzistorski ekvivalent
Slika 3
Enakovredno vezje UJT je mogoče videti na zgornji sliki. Ugotovimo lahko, kako razmeroma preprosto je to enakovredno vezje, ki vključuje nekaj uporov (enega fiksnega, enega nastavljivega) in samotno diodo.
Upor RB1 je prikazan kot nastavljiv upor, saj se njegova vrednost spreminja, ko se spremeni trenutni IE. Pravzaprav lahko v katerem koli tranzistorju, ki predstavlja enojno vez, RB1 niha od 5 kΩ do 50 Ω za vsako enakovredno spremembo IE od 0 do 50 = μA. Medosnovni upor RBB predstavlja upor naprave med terminaloma B1 in B2, ko je IE = 0. V formuli za to je:
RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0
Območje RBB je običajno znotraj 4 in 10 k. Postavitev aluminijaste palice, kot je prikazano na prvi sliki, zagotavlja relativne velikosti RB1, RB2, ko je IE = 0. Vrednost VRB1 (kadar je IE = 0) lahko ocenimo z uporabo zakona o delilniku napetosti, kot je navedeno spodaj:
VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = ηVBB (z IE = 0)
Grško pismo (eta) je znano kot lastno razmerje odmika enosmerne tranzistorske naprave in je opredeljeno z:
η = RB1 / (RB1 + RB2) (z IE = 0) = RB1 / RBB
Za navedeno napetost oddajnika (VE), ki je višja od VRB1 (= ηVBB) zaradi padca napetosti VD naprej (0,35 → 0,70 V), se dioda sproži ON. V idealnem primeru lahko predpostavimo stanje kratkega stika, tako da bo IE začel voditi prek RB1. Skozi enačbo lahko raven sprožilne napetosti oddajnika izrazimo kot:
VP = ηVBB + VD
Glavne značilnosti in delovanje
Značilnosti reprezentativnega enojnega tranzistorja za VBB = 10 V so prikazane na spodnji sliki.
Slika 4
Vidimo lahko, da vrednost IE za potencial sevanja, ki je naveden na levi strani vršne točke, nikoli ne preseže IEO (ki je v mikroamperih). Trenutni IEO bolj ali manj sledi povratnemu toku uhajanja ICO običajnega bipolarnega tranzistorja.
To območje se imenuje mejno območje, kot je tudi prikazano na sl.
Takoj, ko je prevodnost dosežena pri VE = VP, se oddajniški potencial VE zmanjša, ko se potencial IE poveča, kar je natančno v skladu z zmanjšanjem upora RB1 za povečanje toka IE, kot smo že pojasnili.
Zgornja značilnost zagotavlja enojni tranzistor z zelo stabilnim območjem negativnega upora, kar omogoča delo naprave in njeno izjemno zanesljivost.
Med zgornjim postopkom bi lahko pričakovali, da bo končno dosežena dolinska točka in vsako povečanje IE preko tega območja povzroči, da naprava vstopi v območje nasičenja.
Slika # 3 prikazuje diodno enakovredno vezje v isti regiji s podobnim pristopom značilnosti.
Padec vrednosti upora naprave v aktivnem območju nastane zaradi vbrizganih lukenj v blok tipa n z aluminijasto palico p-tipa takoj, ko se naprava sproži. To povzroči povečanje količine lukenj na odseku n-tipa, poveča število prostih elektronov, kar povzroči povečano prevodnost (G) v napravi z enakovrednim zmanjšanjem njene upornosti (R ↓ = 1 / G ↑)
Pomembni parametri
Našli boste tri dodatne pomembne parametre, povezane z enojnim tranzistorjem, ki so IP, VV in IV. Vse to je prikazano na sliki # 4.
Te je pravzaprav povsem enostavno razumeti. Običajno obstoječe značilnosti oddajnika je mogoče razbrati s spodnje slike # 5.
Slika # 5
Tu lahko opazimo, da IEO (μA) ni opazen, ker je vodoravna lestvica umerjena v miliamperih. Vsaka krivulja, ki seka navpično os, je ustrezen rezultat VP. Za konstantne vrednosti η in VD se vrednost VP spremeni v skladu z VBB, kot je določeno spodaj:
Podatkovni list enosmernega tranzistorja
Standardno paleto tehničnih specifikacij za UJT lahko preberete na spodnji sliki 5.
Podrobnosti o izrezku UJT
Podrobnosti o pinoutu so vključene tudi v zgornji podatkovni list. Opazite, da so osnovni terminali B1 in B2 se nahajata nasproti drug drugemu, medtem ko je emiterski zatič JE je nameščen v središču med tema dvema.
Poleg tega je osnovni zatič, ki naj bi bil povezan z višjimi nivoji oskrbe, v bližini odcepa na ovratniku embalaže.
Kako uporabiti UJT za sprožitev SCR
Sorazmerno priljubljena aplikacija UJT je za sprožitev napajalne naprave, kot je SCR. Temeljni sestavni deli te vrste sprožilnega vezja so prikazani na spodnjem diagramu # 6.
Slika 6: Sprožitev SCR z uporabo UJT
Slika 7: UJT Load line za sprožitev zunanje naprave, kot je SCR
Glavni časovni komponenti tvorita R1 in C, medtem ko R2 deluje kot upogljivi upori za izhodno sprožilno napetost.
Kako izračunati R1
Upor R1 je treba izračunati tako, da zagotovimo, da tovorna črta, kot jo definira R1, potuje skozi značilnosti naprave znotraj negativnega odpornega območja, to je proti desni strani vrha, vendar na levi strani doline, kot je navedeno v Slika 7.
Če tovorna črta ne more prečkati desne strani konice, se enojna naprava ne more zagnati.
Formulo R1, ki zagotavlja stanje vklopa, lahko določimo, ko upoštevamo najvišjo točko, kjer je IR1 = IP in VE = VP. Enačba IR1 = IP je videti logično, ker je polnilni tok kondenzatorja v tem trenutku enak nič. To pomeni, da kondenzator na tej točki skozi polnjenje prehaja v stanje praznjenja.
Za zgornji pogoj lahko torej zapišemo:
Če želite zagotoviti popoln izklop SCR, lahko tudi:
R1> (V - Vv) / Iv
To pomeni, da mora biti območje izbire upora R1 tako, kot je navedeno spodaj:
(V - Vv) / Iv
Kako izračunati R2
Upor R2 mora biti ustrezno majhen, da se zagotovi, da SCR ne napačno sproži napetost VR2 na R2, ko je IE A 0 Amp. Za to je treba VR2 izračunati po naslednji formuli:
VR2 ≅ R2V / (R2 + RBB) (ko je IE ≅ 0)
Kondenzator zagotavlja časovno zakasnitev med sprožilnimi impulzi in določa tudi dolžino vsakega impulza.
Kako izračunati C
Glede na spodnjo sliko bo napetost VE, ki je enaka VC, takoj, ko se napaja vezje, začela polniti kondenzator proti napetosti VV skozi časovno konstanto τ = R1C.
Slika 8
Splošna enačba, ki določa obdobje polnjenja C v omrežju UJT, je:
vc = Vv + (V - Vv) (1 - je-t / R1C)
Iz naših prejšnjih izračunov že poznamo volacijo čez R2 v zgornjem polnilnem obdobju kondenzatorja. Zdaj, ko je vc = vE = Vp, bo naprava UJT prešla v stanje vklopa, zaradi česar se bo kondenzator praznil prek RB1 in R2 s hitrostjo, odvisno od časovne konstante:
τ = (RB1 + R2) C
Naslednjo enačbo lahko uporabimo za izračun časa praznjenja, ko
vc = vE
ti ≅ Vpe -t / (RB1 + R2) C
Ta enačba je postala nekoliko zapletena zaradi RB1, ki se skozi naraščanje emiterskega toka zmanjšuje, skupaj z drugimi vidiki v vezju, kot sta R1 in V, ki prav tako vplivajo na stopnjo praznjenja C na splošno.
Kljub temu, če se sklicujemo na enakovredno vezje, kot je navedeno zgoraj na sliki 8 (b), so običajno vrednosti R1 in RB2 lahko takšne, da lahko R1 nekoliko vpliva na omrežje Thévenin za konfiguracijo okoli kondenzatorja C, Upori RB2. Čeprav se zdi, da je napetost V precej velika, bi lahko uporovni delilnik, ki pomaga napetosti Thévenin, na splošno spregledali in odpravili, kot je prikazano na spodnjem zmanjšanem ekvivalentnem diagramu:
Zato nam zgornja poenostavljena različica pomaga, da dobimo naslednjo enačbo za fazo praznjenja kondenzatorja C, ko je VR2 na vrhuncu.
VR2 ≅ R2 (Vp - 0,7) / R2 + RB1
Za več aplikacijskih vezij lahko tudi glej ta članek
Prejšnja: Mini oddajnik Naprej: PIR alarmno vezje
