9. Однопереходный транзистор.

Помимо биполярных и полевых транзисторов существует так называемый однопереходный транзистор (ОПТ), представляющий собой кристалл полупроводника, в котором создан p-n переход, называемый инжектором:

Этим переходом кристалл полупроводника разделяется как бы на две области базы. Поэтому однопереходный транзистор имеет и другое широко распространённое название — двухбазовый диод. Принцип действия транзистора основан на изменении объёмного сопротивления полупроводника базы при инжекции. В отличии от биполярных и полевых транзисторов однопереходный транзистор представляет собой прибор с отрицательным сопротивлением. Это означает, что в определённых условиях входное напряжение или сигнал могут уменьшаться даже при возрастании выходного тока через нагрузку. Когда однопереходный транзистор находится во включённом состоянии, выключить его можно только разомкнув цепь, либо сняв входное напряжение.
Участок между базами образован кремниевой пластиной n-типа и имеет линейную вольтамперную характеристику, т. е. ток через этот участок прямо пропорционален приложенному межбазовому напряжению. При отсутствии напряжения на эмиттере (относительно Б1) за счёт проходящего I2 в базе 1 внутри кристалла создаётся падение напряжения Uвн, запирающее p-n переход, При подаче на вход небольшого напряжения Uвх=<Uвн величина тока, проходящего через переход,почти не изменяется. При Uвх>Uвн переход смещается в прямом направлении и начинается инжекция носителей заряда (дырок) в базы, приводящая к снижению их сопротивления. При этом уменьшается падение напряжения Uвн, что приводит к лавинообразному отпиранию перехода — участок II на вольт-амперной характеристике:

Участок III, справа от минимума, где эмиттерный ток ограничивается только сопротивлением насыщения, называется областью насыщения. При уменьшении эмиттерного напряжения до Uвх<Uвн переход закрывается. При нулевом токе базы 2 (т.е. вывод Б2 не используется) характеристика (кривая 2) представляет собой по существу характеристику обычного кремниевого диода.

Однопереходные транзисторы применяются в различных схемах генераторов релаксационных колебаний, мультивибраторах, счётчиках импульсов, триггерных схемах управления тиристорами, генераторах пилообразного напряжения, делителях, реле времени, схемах фазового управления и др. Однако из-за малой скорости переключения и сравнительно большой потребляемой входной мощности они широкого распространения не получили.

Хотя основная функция однопереходного транзистора такая же, как и у переключателя, основным функциональным узлом среди большинства схем на однопереходных транзисторах является релаксационный генератор:

В зависимости от назначения выходное напряжение можно снимать с любого вывода однопереходного транзистора. Осциллограммы напряжения показаны на этом рисунке:

Для устойчивой генерации необходимо выполнение условия:
(Uп-Umin)/(Imin<Re<(Uп-Umax)/Imax
Период колебаний определяют ориентировочно по формуле:
Т=ReCe(1-K), где К=(Umax-Umin)/Uвн=Rн/Rc>0. 7 — коэффициент нейтрализации. Откуда Re=(0.1…0.2)Rн.
Иногда с целью повышения термостабильности напряжения Umax, в цепь базы 2 вводят резистор R1. Резистор R2 вводят при необходимости снятия сигнала с базы 1. Его номинал рассчитывают исходя из межбазового тока и заданной амплитуды снимаемого сигнала. Обычно номинал этого резистора не превышает 100 Ом и только в отдельных случаях достигает 3кОм. Для типового однопереходного транзистора (КТ117А, Б) сопротивление Rе лежит в пределах 4…9 кОм, а рабочее напряжение находится в пределах 10…30 В. С помощью резисторов R1, R2 в некоторых пределах можно регулировать порог срабатывания однопереходного транзистора.

Рассмотрим простейший генератор пилообразного напряжения:

Как правило, для получения низкого сопротивления в качестве буферного каскада применяют эмиттерный повторитель. Предположим, что статический коэффициент передачи тока транзистора VT2 h_21э=50, R2=1кОм. Тогда Rн=(h_21э+1)R2 =(50+1)*1=51кОм. Отсюда R1=(0.1…0.2)Rн=5.1…10кОм. Поскольку напряжение Uemin=2B, a Uэб=0.6B<Uemin, «обрезания» сигнала не происходит.
При реализации эмиттерного повторителя на p-n-p транзисторе можно добиться некоторого улучшения рабочих характеристик, т.к. сопротивление нагрузки включается параллельно резистору R1, следовательно исключается опасность прекращения генерации из-за никого значения статистического коэффициента передачи тока транзистора или сопротивления в эмиттере. Более того, коллекторный ток утечки биполярного транзистора вычитается из эмиттерного тока утечки однопереходного транзистора, чем достигается частичная термостабилизация.

Простейший способ линеаризации пилообразного напряжения:

Применение дополнительного источника повышенного напряжения позволяет существенно увеличить номинал токозадающего резистора, что эквивалентно заряду от генератора тока. Недостаток этого способа — необходимость применения дополнительного источника.

Линеаризация с помощью конденсаторной «вольтдобавки» (следящей обратной связи):

Введение резистора R1 позволяет использовать базу 2 для синхронизации выходного напряжения.

Возможный вариант стабилизации зарядного тока со следящей обратной связью с помощью стабилитрона:

Введение дополнительного источника отрицательного напряжения постоянного тока также способствует линеаризации.

Другой способ линеаризации с помощью ГСТ:

Применение интегратора позволяет получить напряжение пилы от вогнутой до выпуклой формы:

Желаемой формы добиваются подбором резистора R3.

Возможный вариант мультивибратора:

Для получения сигнала типа «меандер» необходимо выполнить условия: R2=2R1. Работает мультивибратор следующим образом. При зарядке конденсатора транзистор VT2 открыт током заряда. Время заряда определяет постоянная времени R1C1. При включении однопереходного транзистора базоэмиттерный переход VT2 за счёт напряжения на конденсаторе смещается в обратном направлении и транзистор VT2 закрывается.

Разновидность однопереходного транзистора — программируемый однопереходный транзистор (ПОПТ) — четырёхслойный прибор, структура которого аналогична структуре тиристора за исключением того, что используется анодное управление в отличие от катодного управления у тиристора. ОПТ и ПОПТ обладают аналогичными характеристиками, однако напряжение включения ПОПТ программируется и может задаваться с помощью внешнего делителя напряжения. В отличии от ОПТ, ПОПТ более быстродействующий и чувствительный прибор. Исходя из эквивалентной схемы

можно сделать вывод, что программируемый однопереходный транзистор представляет собой выключаемый тиристор с анодным управлением. При подаче на управляющий электрод (эмиттер) более отрицательного относительно анода (база 2) напряжения ПОПТ переходит из режима отсечки во включённое состояние. Для обеспечения функционирования ПОПТ в режиме однопереходного транзистора требуется на управляющем электроде ПОПТ поддерживать внешнее опорное напряжение, которое по существу совпадает с точкой максимума. Поскольку опорное напряжение определяется параметрами внешнего делителя, его можно сделать переменным. Эта особенность и является главным отличием обычного однопереходного транзистора от программируемого однопереходного транзистора.

Пожалуй, наибольшее применение однопереходные транзисторы нашли в различных регуляторах мощности. рассмотрим несколько практических схем применения.

Фазоимпульсный регулятор мощности паяльника (до 100Вт):

работает следующим образом. Положительная полуволна питающего напряжения проходит в нагрузку практически без ослабления через диод VD2. Релаксационный генератор питается пульсирующим напряжением (в течении отрицательной полуволны), ограниченным стабилитроном VD1 на уровне 24В. С появлением каждой отрицательной полуволны конденсатор С1 начинает заряжаться через цепь R2, R4. Скорость зарядки можно регулировать переменным резистором R2. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания транзистора VT1, на управляющий электрод тиристора VS1 поступает положительный импульс и тиристор открывается до конца полупериода. Таким образом, изменением постоянной времени фазосдвигающей цепи R2C1 осуществляется регулирование мощности, отдаваемой в нагрузку.

Простой светорегулятор на эквиваленте ПОПТ:

Постоянная времени цепи R4C1 выбрана равной примерно 10мс.

Применение реле времени на однопереходном транзисторе в автомате — ограничителе включения света:

Такой автомат может использоваться, например в общих коридорах с целью экономии электроэнергии. Необходимое время включённого состояния устанавливается подстроечным резистором R3. После заряда конденсатора до напряжения включения однопереходного транзистора, т.е. после его включения, конденсатор С1 на короткое время создаёт на аноде тиристора VS1 отрицательное напряжение и тем самым выключает его.

Простой автоматический регулятор освещённости:

может найти применение на рабочих местах, где высоки требования к постоянству освещённости.

Все рассмотренные схемы, помимо создаваемых ими помех, имеют один существенный недостаток. Так как через диоды моста течёт ток нагрузки, их необходимо выбирать соответствующей мощности или устанавливать на радиаторы, что ухудшает массогабаритные показатели.
Применение подобных регуляторов для регулирования числа оборотов двигателя имеет некоторые особенности.
Во-первых, коллекторные двигатели требуют расширения управляющего импульса до конца полупериода во избежание нестабильности работы из-за выключения тиристора или симистора при искрении щёток, т.е. при разрыве цепи. Во-вторых, для стабилизации числа оборотов независимо от нагрузки необходимо введение обратной связи по току или по напряжению, т.к. с увеличением нагрузки на валу падают обороты двигателя, уменьшается комплексное сопротивление нагрузки и соответственно увеличивается непроизводительное потребление тока.

Пример стабилизированного регулятора реверсивного двигателя:

Подбором резистора R1 (обратная связь по напряжению) добиваются минимальной зависимости числа оборотов двигателя от изменения нагрузки.

Применение импульсного трансформатора позволяет разгрузить диодный мост и тем самым улучшить массогабаритные показатели регулятора. Стабилизированный регулятор числа оборотов двигателя:

В данном регуляторе применена обратная связь по току с помощью резистора R7. В качестве импульсного трансформатора можно применить МИТ-4 или выполнить его на магнитопроводе типоразмера К16х10х4.5 из феррита М2000НМ. Обмотки содержат по 100 витков провода ПЭЛШО 0.12. Возможный вариант замены МИТ-4 двумя оптопарами показан на этом рисунке:

Регулятор мощности нагрузки до 1кВт:

Импульсный трансформатор тот же, что и в предыдущей схеме. Замена симистора двумя тиристорами показана на рисунке:

Все три обмотки импульсного трансформатора Т1 содержат по 100 витков. При этом мощность нагрузки можно увеличить до 2кВт.

В заключении необходимо отметить, что все рассмотренные регуляторы мощности имеют один существенный недостаток — создают большие импульсные радиопомехи как в сети, так и в окружающем пространстве, т.к. выключение симистора или тиристора происходит по окончании полупериода, а их включение, за счёт фазового регулирования, в пределах полупериода. Интенсивность радиопомех зависит от амплитуды мгновенного напряжения, при котором открывается тиристор, мощности нагрузки, длины соединительных проводников и ряда других причин. Отсюда следует, что максимальные помехи возникают на среднем участке регулировочной характеристики.

PREV
CONTENTS
NEXT
MAIN PAGE

Однопереходные транзисторы

В статье описывается устройство, принцип работы и применение однопереходных транзисторов.

Однопереходный транзистор или, как его еще называют, двухбазовый диод, представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор с одним р-n переходом. Структура его условно показана на рис. 1, а, условное графическое обозначение в схемах — на рис. 1, б.

Основой однопереходного транзистора является кристалл полупроводника (например, с проводимостью n-типа), называемый базой. На концах кристалла имеются омические контакты Б1 и БЗ, между которыми расположена область, имеющая выпрямляющий контакт с полупроводником р-типа, выполняющим роль эмиттера.

Принцип действия однопероходного транзистора удобно рассмотреть, пользуясь простейшей эквивалентной схемой (рис. 1, в), где R_Б1 и R_Б2 — сопротивления между соответствующими выводами базы и эмиттером, а Д1— эмиттерный р-п переход. Ток, протекающий через сопротивления R_Б1 и R_Б2, создает на первом из них падение напряжения, смещающее диод Д1 в обратном направлении. Если напряжение на змиттере Uэ меньше падения напряжения на сопротивлении R_Б1, диод Д1 закрыт, и через него течет только ток утечки. Когда же напряжение U_Э становится выше напряжения на сопротивлении R_Б1, диод начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом сопротивление R_Б1 уменьшается, что приводит к увеличению тока в цепи Д1 R_Б1, а это, в свою очередь, вызывает дальнейшее уменьшение сопротивления R_Б1. Этот процесс протекает лавинообразно. Сопротивление R_Б1 уменьшается быстрее, чем увеличивается ток через р-п переход, в результате на вольт-амперной характеристике однопереходного транзистора (рис. 2), появляется область отрицательного сопротивления (кривая 1). При дальнейшем увеличении тока зависимость сопротивления R_Б1 от тока через р-п переход уменьшается, и при значениях, больших некоторой величины ( Iвыкл) оно не зависит от тока (область насыщения).

При уменьшении напряжения смещения Uсм вольт-амперпая характеристика смещается влево (кривая 2) и при отсутствии его обращается в характеристику открытого р-п перехода (кривая 3).

Основными параметрами однопереходных транзисторов, характеризующими их как элементы схем, являются:
межбазовое сопротивление R_Б1Б2 — сопротивление между выводами баз при отключенном эмиттере;
коэффициент передачи

характеризующий напряжение переключения;
напряжение срабатывания Ucp— минимальное напряжение на эмиттерном переходе, необходимое для перевода прибора из состояния с большим сопротивлением в состояние с отрицательным сопротивлением;
ток включения Iвкл — минимальный ток, необходимый для включения однопереходного транзистора, то есть перевода его в область отрицательного сопротивления;
ток выключения Iвыкл —наименьший эмиттерный ток, удерживающий транзистор во включенном состоянии;
напряжение выключения Uвыкл— напряжение на эмиттерном переходе при токе через него, равном Iвыкл;
обратный ток эмиттера Iэо — ток утечки закрытого эмиттерного перехода.

Эквивалент однопереходного транзистора может быть построен из двух обычных транзисторов с разным типом проводимости, как показано на рис. 3.

Здесь ток, протекающий через делитель, состоящий из резисторов R1 и R2, создает на втором из них падение напряжения, закрывающее эмиттерныи переход транзистора Т1. При увеличении напряжения на эмиттере транзистор Т1 начинает пропускать ток в базу транзистора Т2, в результате чего он также открывается. Это приводит к снижению напряжения на базе транзистора Т1, что, в свою очередь, вызывает еще большее открывание его и т. д. Другими словами, процесс открывания транзисторов в таком устройстве также протекает лавинообразно и вольтамперная характеристика устройства имеет вид, аналогичный характеристике однопереходного транзистора.

Устройства на однопереходных транзисторах

Однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды) широко применяются в различных устройствах автоматики, импульсной и измерительной техники — генераторах, пороговых устройствах, делителях частоты, реле времени и т. д.

Одним из основных типов устройств на однопереходных транзисторах является релаксационный генератор, схема которого показана на рис. 1.

При включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Как только напряжение на конденсаторе становится равным напряжению включения однопереходного транзистора Т1, его эмиттерный переход открывается и конденсатор быстро разряжается. По мере разряда конденсатора эмиттерный ток уменьшается и при достижении величины, равной току выключения, транзистор закрывается, после чего процесс повторяется снова. В результате на базах Б1 и Б2 возникают короткие разнополярные импульсы, которые и являются выходными сигналами генератора.

Частоту колебаний f генератора можно рассчитать по приближенной формуле:

где R — сопротивление резистора R1, Ом;

С—емкость конденсатора С1, Ф;

η— коэффициент передачи однопереходного транзистора.

При заданной частоте колебаний емкость конденсатора следует выбрать возможно большей с тем, чтобы получить на нагрузке (R2 или R3) сигнал с нужной амплитудой. Важным достоинством генератора на однопереходном транзисторе является то, что частота его колебаний незначительно зависит от величины питающего напряжения. Практически изменение напряжения от 10 до 20 В приводит к изменению частоты всего на 0,5%.

Если вместо резистора R1 в зарядную цепь включить фотодиод, фоторезистор, терморезистор или другой элемент, изменяющий свое сопротивление под действием внешних факторов (света, температуры, давления и т. д.), то генератор превращается в аналоговый преобразователь соответствующего физического параметра в частоту следования импульсов.

Несколько изменив схему, как показано на рис. 2, этот же генератор можно превратить в устройство сравнения напряжений. В этом случае базовые цепи транзистора подключают к источнику эталонного напряжения, а зарядную цепь — к исследуемому источнику. Когда напряжение последнего превысит напряжение включения, устройство начнет генерировать импульсы положительной полярности.

В устройстве, схема которого показана на рис. 3, конденсатор заряжается через резистор R4 и сопротивление участка эмиттер — коллектор биполярного транзистора Т1. В остальном работа этого генератора не отличается от описанного ранее. Зарядный ток, а, следовательно, и частоту пилообразного напряжения, снимаемого в этом случае с эмиттера однопереходного транзистора Т2, регулируют изменением напряжения смещения на базе транзистора Т1 с помощью подстроечного резистора R2. Отклонение линейности формы колебаний, вырабатываемых таким устройством, не превышает 1%

Моментом включения однопереходного транзистора можно управлять, подавая импульс положительной полярности в цепь эмиттера или отрицательной полярности в цепь базы Б2. На этом принципе основана работа ждущего мультивибратора, схема которого приведена на рис. 4. Для получения нужного режима работы максимальное напряжение на конденсаторе С1, зависящее от соотношения сопротивлений резисторов делителя R1R2, устанавливают меньшим напряжения включения транзистора. Разность этих напряжений выбирают с учетом возможных помех в цепи запуска, которые могут привести к ложным срабатываниям устройства. При подаче импульса отрицательной полярности в цепь базы Б2 межбазовое напряжение U_Б1Б2 уменьшается (модулируется), в результате транзистор Т1 открывается и на базе Б1 возникает импульс положительной полярности.

Однопереходные транзисторы применяют и в генераторах напряжения ступенчатой формы. На вход такого устройства (см. рис. 5) подают сигнал симметричной (синусоидальной, прямоугольной и т, д.) формы. При положительной полуволне сигнала конденсатор С1 заряжается через резистор R2 и сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора Т1 до некоторого напряжения, значительно меньшего напряжения включения однопереходного транзистора Т2. За время действия следующей положительной полуволны напряжение на конденсаторе ступенчато возрастает на такую же величину и так до тех пор, пока не станет равным напряжению включения транзистора Т2.

Напряжение ступенчатой формы снимается с его эмиттера. На использовании этого принципа основана работа делителей частоты. Один каскад на однопереходном транзисторе способен обеспечить коэффициент деления до 5. Объединив в единое целое несколько таких устройств, можно получить делитель с гораздо большим коэффициентом деления. Для примера на рис. 6 приведена схема делителя частоты на 100. Первый каскад устройства делит частоту поступающих на его вход импульсов положительной полярности на 4, два других — на 5.

Как видно из схемы, каскады делителя частоты отличаются друг от друга только сопротивлениями резисторов в цепях заряда конденсаторов С1—СЗ. Постоянная времени заряда конденсатора С1 определяется резисторами Rl, R2. R4 и R6; С2 — резисторами R3. R4 и R6; C3—R5 и R6. При включении питания конденсаторы С1—СЗ начинают заряжаться. Импульсы напряжения положительной полярности, поступающие на вход устройства, складываются с напряжением на конденсаторе С1 и как только их сумма достигает величины, равной напряжению включения, однопереходный транзистор открывается и конденсатор разряжается через его эмиттерный переход. В результате скачком увеличивается падение напряжения на резисторах R4 и R6, а это приводит к уменьшению межбазовых напряжений транзисторов Т2 и ТЗ. Однако транзистор Т2 откроется только тогда, когда напряжение на конденсаторе С2 станет достаточным для его включения при пониженном межбазовом напряжении. Аналогично работает и третий каскад делителя.

Схема реле времени, отличающегося очень высокой экономичностью, приведена на рис. 7. В исходном состоянии тиристор ДЗ закрыт, поэтому устройство практически не потребляет энергии (токи утечки невелики и ими можно пренебречь). При подаче на управляющий электрод запускающего импульса положительной полярности тиристор открывается. В результате срабатывает реле Р1 и своими контактами (на схеме условно не показаны) включает исполнительное устройство. Одновременно через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться конденсаторы С1 и С2. Поскольку сопротивление первого из этих резисторов во много раз больше второго, то первым зарядится конденсатор С2, а когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет величины напряжения включения, однопереходный транзистор откроется и конденсатор С1 разрядится через его эмиттерный переход. Возникший при этом на резисторе R2 импульс положительной полярности сложится с напряжением на конденсаторе С2, в результате чего тиристор ДЗ закроется и обесточит реле Р1 до прихода следующего запускающего импульса.

Устройство, схема которого приведена на рис, 8, предназначено для аналогового преобразования напряжения в частоту. Здесь транзистор Т2 использован в релаксационном генераторе, Т1 вместе с резисторами R1 и R2 включен в зарядную цепь конденсатора С1. При изменении напряжения на базе транзистора Т1 изменяется сопротивление его участка эмиттер—коллектор, а следовательно, в зависимости от величины входного напряжения однопереходный транзистор Т2 открывается с большей или меньшей частотой. По частоте следования импульсов, снимаемых с нагрузочного резистора R3 в цепи базы Б1 можно судить о напряжении на входе устройства.

Uni Junction Transistor (UJT) — Принцип работы, типы и применение

Uni Junction Transistor (UJT) — это устройство, состоящее из одного перехода p-типа и n-типа полупроводникового материала. Это похоже на диод с одиночным переходом P-N. Он выглядит почти так же, как у полевого транзистора Junction Field Effect Transistor (JFET). Но операция совсем другая по сравнению с ней.

Как следует из названия, это однопереходный транзистор, но он широко используется в схемах синхронизации, запускающих цепях и т. д. Это устройство, состоящее из двух слоев и трех выводов, присутствующих в нем. Он имеет очень разные характеристики по сравнению с другими транзисторами. Три его вывода называются base1, base2 и эмиттер. Ток на конечном эмиттере имеет тенденцию увеличиваться по мере срабатывания входа. Они используются при переключении устройств, отличных от усиления.

Транзистор, изготовленный из материалов P-типа и N-типа таким образом, что из-за них образуется одиночный переход. Этот тип транзистора определяется как однопереходный транзистор. Эти транзисторы аналогичны JFET, но их работа полностью отличается. Следовательно, этот транзистор не подходит для усилителей. Это можно использовать при переключении устройств в положение ВКЛ/ВЫКЛ.

Принцип переключения этих транзисторов полностью отличается от полевых транзисторов (FET) и транзисторов с биполярным переходом (BJT). Если канал в этом транзисторе сформирован из полупроводника N-типа с низкой концентрацией легирования, то в него вливается P-тип. Этот p-тип имеет высокую концентрацию легирования.

Принцип работы UJT

Основные функциональные возможности UJT зависят от значения приложенного напряжения. Если предполагается, что напряжение, приложенное между клеммами эмиттера и базы 1, равно нулю, этот UJT не проводит. Следовательно, материал N-типа имеет тенденцию действовать как резистор. Поскольку приложенное напряжение имеет тенденцию к увеличению на выводе эмиттера, значение сопротивления имеет тенденцию к увеличению, и устройство начинает проводить. Во всем процессе проводимость полностью зависит от большинства носителей заряда. Это основной принцип UJT.

Символ UJT и конструкция UJT

Символ UJT разработан таким образом, что стрелка изогнута и показана в направлении к каналу. Это напоминает JFET. Если канал выполнен N-типа, то окончание, называемое излучателем, относится к P-типу, и наоборот. Но другой тип используется редко. Соединение между терминалом эмиттера и базой расположено таким образом, чтобы обеспечить лучшую связь. Когда стрелка от эмиттера указывает на клеммы базы 1, а база 2 указывает на то, что клемма, от которой исходит стрелка, является эмиттером, положительна, тогда как база имеет отрицательную природу.

Символ UJT

Конструкция UJT проста, так как имеет одно соединение. Конструкция напоминает диод. Разница между UJT и диодом в том, что он состоит из трех выводов по сравнению с диодом. Большее значение сопротивления присутствует у бара n-типа. Максимальное значение сопротивления формируется между выводами базы 1 и эмиттера по сравнению с величиной сопротивления выводов база 2 и эмиттер. Причина этого в том, что расположение эмиттера ближе или ближе к базе 2, а не к базе 1. Вышеприведенные соединения составляют базовую принципиальную схему UJT.

Этот транзистор работает, переводя соединение клеммы в режим прямого смещения. Работа этого UJT уникальна, но он не усиливает сигналы, но достаточно способен обрабатывать и контролировать большее значение мощности, применяемой с точки зрения переменного тока. Он также демонстрирует сопротивление с точки зрения отрицательной полярности. Это заставляет UJT использовать его в качестве схемы генератора.

Характеристики UJT

Характеристики UJT следующие

1. Для срабатывания требуется очень небольшое напряжение.
2. Способен управлять импульсом тока.
3. Состоит из отрицательного значения сопротивления.
4. Стоимость этого транзистора очень низкая.

Кривая характеристик UJT

Поскольку ток в UJT имеет тенденцию к увеличению, может наблюдаться очевидное падение значения напряжения. Следовательно, этот транзистор показывает отрицательную характеристику сопротивления. Это прокладывает путь к тому, чтобы заставить UJT работать как осциллятор релаксации. Базовый функциональный блок этого генератора состоит из резистора и конденсатора с UJT в качестве активного блока для работы генератора.

Релаксационный генератор UJT

UJT — это транзистор с одним переходом. Обладает сопротивлением с отрицательными характеристиками. Это заставляет UJT функционировать как осциллятор. Это генератор с основным резистором и конденсатором. Так как он хорош в переключении и для переключения устройств требуется минимальное значение наносекунд.

Схема релаксационного генератора состоит из резисторов и конденсатора. Резисторы действуют как ограничители тока. Первоначально при подаче напряжения UJT считается выключенным. Конденсатор имеет тенденцию заряжаться через присутствующий там резистор, который равен R. Эта зарядка конденсатора носит экспоненциальный характер.

Когда диод превышает минимальное значение, устройство начинает проводить, переводя эмиттерный переход в режим прямого смещения. Следовательно, транзистор считается включенным. Это заставляет значение сопротивления между эмиттером и базой 1 уменьшаться, и устройство входит в область насыщения, которая является полностью проводящей. Протекание тока оконечного эмиттера происходит через резистор R1.

UJT в качестве генератора релаксации

Заставляя конденсатор разряжаться, поскольку сопротивление резистора R1 имеет низкое сопротивление. Значение разряда конденсатора меньше, чем значение заряда конденсатора. Как только напряжение на конденсаторе имеет тенденцию уменьшаться больше, чем время удержания, устройство имеет тенденцию выключаться. В зависимости от напряжения, подаваемого в качестве входа, устройство может включаться или выключаться.

Разница между UJT и BJT

Основные различия между UJT и BJT заключаются в следующем.

Таким образом UJT и BJT классифицируются на основе основных операционных различий.

Поскольку приложенное напряжение определяет протекание тока и, таким образом, заставляет устройство включаться и выключаться, это делает устройство способным управлять напряжением. Поскольку он зависит только от большей части потока носителей, его называют однопереходным устройством. Он обладает очень уникальными эксплуатационными характеристиками. Он не может поддерживать усиление, но может обеспечить хорошее переключение, потому что у него есть наносекунды времени между переключениями устройств.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о UJT Relaxation Oscillator.

Следовательно, UJT обладает характеристиками отрицательного значения сопротивления, заставляя устройство также использовать его в генераторе. Его можно использовать в различных схемах запуска, поскольку работа зависит от запуска излучателя. В целом UJT выглядит так, как JFET похож на диод из-за одного перехода в нем, но его принцип работы совершенно другой. Таким образом, UJT определяется своими собственными спецификациями. Так как это хороший ключ, но все же он обладает уникальными характеристиками по сравнению с другими транзисторами. Теперь вы можете описать практический пример UJT?

Однопереходный транзистор (UJT) – конструкция, работа, кривая характеристик и применение

Несмотря на добавление к названию транзистора, рабочая и характеристическая кривая однопереходного транзистора (UJT) полностью отличается от других аналогов. Этот пост даст вам подробное представление о UJT, его базовой конструкции, символах, принципах работы, кривых характеристик, различных приложениях, преимуществах и недостатках.

Биполярный переходной транзистор – по умолчанию

Пожалуйста, включите JavaScript

Биполярный транзистор – определение, конструкция, типы и применение Это трехполюсное полупроводниковое коммутационное устройство. Однопереходный транзистор представляет собой простое устройство, состоящее из бруска кремниевого материала n-типа с невыпрямляющим контактом на обоих концах (база 1 и база 2) и с выпрямляющим контактом (эмиттером), вплавленным в брусок частично вдоль его длина, чтобы сформировать единственное соединение внутри устройства (отсюда и название «Unijunction»).

Однопереходный транзистор также известен как диод с двойной базой.

Рис. 1. Знакомство с однопереходным транзистором (UJT)

Уникальные характеристики переключения UJT отличают его от обычных BJT и FET тем, что он действует как переключающий транзистор, а не усиливает сигналы. Он демонстрирует отрицательное сопротивление в своих характеристиках, что позволяет использовать его в качестве генераторов релаксации в различных приложениях.

Символ и конструкция однопереходного транзистора (UJT)

В однопереходном транзисторе PN-переход образован слегка легированным кремниевым стержнем N-типа с сильно легированным материалом P-типа на одной стороне. Омический контакт на обоих концах кремниевого стержня называется Базой 1 (B ₁ ) и Базой 2 (B ₂ ), а клемма P-типа называется эмиттерной. Рис. 2. Базовая конструкция и обозначение однопереходного транзистора (UJT) то же самое, за исключением того, что стрелка эмиттера представляет направление, в котором течет обычный ток, но они работают по-разному.

Как работает однопереходный транзистор (UJT)

Упрощенная эквивалентная схема (рис. 3 ниже) показывает, что канал N-типа состоит из двух последовательно соединенных резисторов RB2 и RB1 с эквивалентным диодом. узел ПН. Эмиттерный PN-переход закрепляется вдоль омического канала в процессе его изготовления. Рис. 3 – Упрощенная эквивалентная схема однопереходного транзистора (UJT)0183 1 ), RB2 между клеммами Emitter (E) и Base 2 (B ₂ ). Поскольку PN-переход ближе к B _2, , значение RB2 будет меньше переменного сопротивления RB1.

Сеть делителя напряжения образована последовательными резисторами RB2 и RB1. Когда к полупроводниковому устройству приложено напряжение, потенциал будет пропорционален положению базовых точек вдоль канала.

Излучатель (E) будет действовать как вход при использовании в цепи, как клемма B ₁ будет заземлен. Клемма B ₂ будет смещена положительно на B _1, , когда напряжение (V _BB ) приложено к клеммам B ₁ и B _2. Когда вход эмиттера равен нулю, напряжение на сопротивлении RB1 схемы делителя напряжения рассчитывается как

. Важным параметром однопереходного транзистора является «внутренний коэффициент зазора» (η), который представляет собой отношение резистивного сопротивления R _B1 к R _BB. Большинство UJT имеют значение η в диапазоне от 0,5 до 0,8. PN-переход имеет обратное смещение; при небольшой величине напряжения, которая меньше напряжения, развиваемого на сопротивлении R _B1 (ηV _BB ) накладывается на концевой эмиттер (E).

Таким образом, создается очень высокий импеданс, побуждающий устройство переходить в непроводящее состояние, т. е. оно будет выключено и ток через него не течет. UJT начинает проводить, когда PN-переход смещен в прямом направлении.

Смещение в прямом направлении достигается, когда напряжение, подаваемое на клемму эмиттера, увеличивается и становится больше, чем VRB1. Это приводит к большему потоку тока эмиттера от области эмиттера к области базы. Увеличение тока эмиттера уменьшает сопротивление между эмиттером и базой 1, что приводит к отрицательному сопротивлению на выводе эмиттера.

Однопереходный транзистор (UJT) будет действовать как устройство пробоя напряжения, когда вход, подаваемый между эмиттером и базой 1, упадет ниже значения пробоя, т. е. RB1 увеличится до более высокого значения. Это показывает, что RB1 зависит от тока эмиттера и является переменным.

Кривая характеристик однопереходного транзистора (UJT)

Характеристики однопереходного транзистора (UJT) можно объяснить тремя параметрами:

• Отсечка
• Область отрицательного сопротивления
• Насыщенность

Рис. 4 — Характеристики Unijunction Transistor (UJT)

CUTFOFF

Об области перерезания — это область UNIJUNCT включить. Приложенное напряжение не достигло напряжения срабатывания, поэтому транзистор находится в выключенном состоянии.

Область отрицательного сопротивления

Когда транзистор достигает напряжения срабатывания, В _TRIG , Однопереходный транзистор (UJT) включится. Через определенное время, если приложенное напряжение к выводу эмиттера увеличится, оно достигнет V _PEAK . Напряжение падает от V _PEAK до точки долины, несмотря на то, что ток увеличивается (отрицательное сопротивление).

Насыщение

Область насыщения — это область, в которой ток и напряжение возрастают, если увеличивается приложенное напряжение к клемме эмиттера.

Применение однопереходного транзистора (UJT)

Университетский транзистор может быть использован в различных приложениях, таких как:

• Устройство переключения
• Запускное устройство для Triacs и SCR’s
• Цирки
• для управления фазой
• в пивитоновых генераторах
• для управления фазой
• в пивитоновых генераторах
• для управления фазой
• в пивитоновых генераторах
• для управления фазой
• в пивитоновых генераторах
• .
  

  Применение однопереходного транзистора (UJT) в генераторе релаксации

  Генератор релаксации UJT можно практически рассмотреть с помощью следующей схемы.

    Рис. 5 – Использование однопереходного транзистора (UJT) в генераторе релаксации

  Сопротивление R ₃ заряжает конденсатор C ₁ до точки пика. Клемма эмиттера UJT не влияет на C ₁ , пока не будет достигнута пиковая точка. Когда напряжение эмиттера достигает точки пикового напряжения, пониженное сопротивление базы 1 эмиттера быстро разряжает конденсатор.

  Когда конденсатор C ₁ разряжается ниже точки впадины, сопротивление эмиттерной базы 1 возвращается к высокому сопротивлению, что позволяет конденсатору снова заряжаться.

  Применение однопереходного транзистора (UJT) в цепи управления скоростью

  Цепь управления скоростью является одним из типичных применений UJT для создания набора импульсов для запуска и управления тиристором.