Üheühendusega transistor on 3-klemmiline pooljuhtseade, millel on erinevalt BJT-st ainult üks pn-ristmik. Põhimõtteliselt on see ette nähtud kasutamiseks üheastmelise ostsillaatorahelana digitaalahelas kasutamiseks sobivate impulssignaalide genereerimiseks.
UJT lõõgastava ostsillaatori ahel
Üheühendusega transistori võib tavaliselt juhtmega ühendada lõdvestusosillaatori kujul, nagu on näidatud järgmises põhiahelas.
Siin töötavad komponendid RT ja CT nagu ajastuselemendid ja määravad UJT-ahela sageduse või võnkumiskiiruse.
Võnkesageduse arvutamiseks võime kasutada järgmist valemit, mis sisaldab ühesuunalise transistori sisemine ooteseisundi suhe ühe parameetrina koos RT ja CT-ga võnkuvate impulsside määramiseks.
Tüüpilise UJT-seadme eraldiseisundi standardväärtus on vahemikus 0,4 kuni 0,6 . Arvestades seega = 0,5 ja asendades selle ülaltoodud võrrandiga, saame:
Kui toiteallikas on sisse lülitatud, laadib takisti RT kaudu pinge kondensaatori CT toitetaseme VBB suunas. Nüüd määrab seiskepinge Vp Vp kogu B1 - B2 koos UJT seiskumise suhtega kui: Vp = VB1VB2 - VD.
Nii kaua püsib kondensaatori pinge VE madalam kui Vp, UJT klemmidel B1, B2 on avatud vooluring.
Kuid hetkel, kui pinge üle CT ületab Vp, süttib üheristmiktransistor, tühjendades kiiresti kondensaatori ja käivitades uue tsükli.
UJT vallandamise korral põhjustab R1 potentsiaal tõusta ja R2 langeb.
Saadud lainekuju UJT emitteril tekitab saehammasignaali, millel on positiivne potentsiaal B2-l ja negatiivne potentsiaal B1-l UJT-juhtmetel
Ühinemistransistori rakenduspiirkonnad
Järgnevalt on toodud peamised kasutusvaldkonnad, kus üheliikmelisi transistore laialdaselt kasutatakse.
- Käivitusahelad
- Ostsillaatorite ahelad
- Pinge / vool reguleeritud toiteallikad.
- Taimeripõhised ahelad,
- Saehamba generaatorid,
- Faasijuhtimisahelad
- Bistabiilsed võrgud
Põhijooned
Kergesti ligipääsetav ja odav : UJT-de odav hind ja lihtne kättesaadavus koos mõningate erandlike omadustega on viinud selle seadme laialdase rakendamiseni paljudes elektroonilistes rakendustes.
Väike energiatarbimine : Kuna nende energiatarbimine on tavapärastes töötingimustes väike, peetakse seadet uskumatuks läbimurdeks pidevates jõupingutustes arendada mõistlikult tõhusaid seadmeid.
Väga stabiilne ja usaldusväärne töö : Kui seda kasutatakse ostsillaatorina või viivituslülitusena, töötab UJT äärmiselt usaldusväärselt ja ülitäpse väljundreaktsiooniga.
Ühinemise transistori põhikonstruktsioon
Joonis 1
UJT on kolme terminaliga pooljuhtseade, mis sisaldab ülaltoodud joonisel kujutatud lihtsat konstruktsiooni.
Selles konstruktsioonis annab kergelt legeeritud n-tüüpi ränimaterjali plokk (millel on suurenenud takistusomadus) paar aluskontakti paari, mis on ühendatud ühe pinna kahe otsaga, ja vastasküljel tagumisele pinnale legeeritud alumiiniumvarda.
Seadme p-n ristmik luuakse alumiiniumvarda ja n-tüüpi räniploki piirile.
See nii moodustatud üks p-n ristmik on seadme nime 'unijunction' põhjus . Seade oli algselt tuntud kui duo (topelt) alusdiood aluskontaktide paari esinemise tõttu.
Pange tähele, et ülaltoodud joonisel on alumiiniumvarda sulatatud / ühendatud räniplokil asendis 2, mis on lähemal aluse 2 kontaktile kui aluse 1 kontakt, ja ka aluse 2 klemm on aluse 1 klemmi suhtes positiivseks muutunud poolt VBB volti. Kuidas need aspektid mõjutavad UJT tööd, selgub järgmistest osadest
Sümboolne esitus
Üheruumilise transistori sümboolne esitus on nähtav alloleval pildil.
Joonis 2
Pange tähele, et emitteri klemmi näidatakse nurga all sirgjoone suhtes, mis kujutab n-tüüpi materjali plokki. Noolepead võib näha suunamas tüüpilise voolu (auku) liikumise suunas, kui ühekohaline seade on ettepoole kallutatud, käivitatud või juhtiv.
Ühinemistransistori samaväärne vooluahel
Joonis # 3
Ekvivalentset UJT-ahelat saab näha ülaltoodud pildil. Saame teada, kui suhteliselt lihtne see ekvivalentne vooluring tundub olevat, mis sisaldab paari takistit (üks fikseeritud, üks reguleeritav) ja üksikut dioodi.
Takistus RB1 kuvatakse reguleeritava takistina, arvestades selle väärtuse muutumist praeguse IE muutumisel. Tegelikult võib mis tahes ristmikku kujutavas transistoris RB1 kõikuda 5 kΩ kuni 50 Ω, kui IE ekvivalentne muutus on 0 kuni 50 = μA. Alustevaheline takistus RBB tähistab seadme takistust klemmide B1 ja B2 vahel, kui IE = 0. Selle valemis on:
RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0
RBB ulatus jääb tavaliselt vahemikku 4–10 k. Esimesel joonisel näidatud alumiiniumvarda paigutus annab RB1, RB2 suhtelise suuruse, kui IE = 0. VRB1 väärtust (kui IE = 0) saame hinnata, kasutades pingejaguri seadust, nagu on toodud allpool:
VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = ηVBB (koos IE = 0)
Kreeka kiri (eta) on tuntud kui ühepoolse transistori seadme sisemine eraldiseisev suhe ja see on määratletud järgmiselt:
η = RB1 / (RB1 + RB2) (koos IE = 0) = RB1 / RBB
Dioodi ettepoole suunatud pinge languse VD (0,35 → 0,70 V) poolt näidatud emitteri pinge (VE) korral, mis on kõrgem kui VRB1 (= ηVBB), käivitub diood SEES. Ideaalis võime eeldada lühise seisundit, nii et IE hakkab juhtima RB1 kaudu. Võrrandi abil saab emitteri käivitavat pingetaset väljendada järgmiselt:
VP = ηVBB + VD
Peamised omadused ja töö
VBB = 10 V tüüpilise üheristilise transistori omadused on näidatud alloleval joonisel.
Joonis # 4
Näeme, et tipppunkti vasakul küljel näidatud emitteri potentsiaali puhul ei ületa IE väärtus kunagi IEO-d (mis on mikroamperites). Praegune IEO järgib enam-vähem tavapärase bipolaarse transistori vastupidist lekkevoolu ICO.
Seda piirkonda nimetatakse lõikepiirkonnaks, nagu on näidatud ka joonisel fig.
Niipea, kui juhtivus on saavutatud VE = VP juures, väheneb emitteri potentsiaal VE, kui IE potentsiaal suureneb, mis on täpselt kooskõlas voolu IE suurendamise väheneva takistusega RB1, nagu varem selgitatud.
Ülaltoodud karakteristik tagab ühepoolse transistori, millel on väga stabiilne negatiivse takistuse piirkond, mis võimaldab seadmel töötada ja seda rakendada äärmiselt usaldusväärselt.
Ülaltoodud protsessi käigus võib eeldada orupunkti lõplikku saavutamist ja igasugune IE tõus sellest vahemikust põhjustab seadme sisenemise küllastuspiirkonda.
Joonis nr 3 näitab dioodide ekvivalentset ahelat samas piirkonnas sarnaste omadustega lähenemisviisiga.
Seadme takistusväärtuse langus aktiivses piirkonnas on tingitud p-tüüpi alumiiniumvardast n-tüüpi plokki sisestatud aukude tõttu kohe, kui seade süttib. Selle tulemuseks on aukude hulga suurenemine n-tüüpi sektsioonis, suurendades vabade elektronide arvu, põhjustades kogu seadme juhtivuse (G) suurenemist koos selle takistuse samaväärse vähenemisega (R ↓ = 1 / G ↑)
Olulised parameetrid
Siit leiate veel kolm olulist parameetrit, mis on seotud üheliigilise transistoriga, milleks on IP, VV ja IV. Kõik need on näidatud joonisel nr 4.
Nendest on tegelikult üsna lihtne aru saada. Tavaliselt eksisteeriva emitteri karakteristiku saab teada jooniselt nr 5 allpool.
Joonis # 5
Siin võime täheldada, et IEO (μA) on märkamatu, kuna horisontaalne skaala on kalibreeritud milliamperites. Iga vertikaalteljega ristuv kõver on vastavad VP tulemused. Η ja VD püsiväärtuste korral muutub VP väärtus vastavalt VBB-le, nagu on sõnastatud allpool:
Ühinemise transistori andmeleht
UJT tehniliste näitajate standardvaliku saab teada jooniselt nr 5 allpool.
UJT Pinouti üksikasjad
Pinouti üksikasjad on lisatud ka ülaltoodud andmelehele. Pange tähele, et baasklemmid B1 ja B2 asuvad teineteise vastas, samal ajal kui emitteri tihvt ON on nende kahe vahel keskel.
Veelgi enam, aluse tihvt, mis peaks olema ühendatud kõrgemate toitetasemetega, asub pakendi krae väljalülituse lähedal.
Kuidas kasutada UJT-d SCR-i käivitamiseks
UJT üks suhteliselt populaarne rakendus on elektriseadme nagu SCR käivitamiseks. Seda tüüpi käivitava vooluahela põhikomponente on kujutatud allpool näidatud diagrammil # 6.
Joonis # 6: SCR-i käivitamine UJT abil
Joonis # 7: UJT koormusjoon välise seadme, näiteks SCR, käivitamiseks
Peamised ajastuskomponendid moodustavad R1 ja C, samas kui R2 töötab väljundi käivitava pinge moodul nagu allatõmbetakistid.
Kuidas arvutada R1
Takisti R1 tuleb arvutada tagamaks, et R1 poolt määratletud koormusjoon liigub seadme omaduste kaudu negatiivse takistuse piirkonnas, st tipupunkti parempoolse, kuid orupunkti vasakule poole, nagu on näidatud punktis R1. Joonis # 7.
Kui koormusjoon ei suuda tipupunkti paremat külge ületada, ei saa ühest liitumisseadet käivitada.
Valemi R1, mis tagab sisselülitamise tingimuse, saab määrata, kui võtame arvesse tipppunkti, kus IR1 = IP ja VE = VP. Võrrand IR1 = IP tundub loogiline, kuna kondensaatori laadimisvool on selles punktis null. See tähendab, et kondensaator siirdub selles konkreetses punktis laadimise kaudu tühjendusolukorda.
Seetõttu võime ülaltoodud tingimuse jaoks kirjutada:
Teise võimalusena, et tagada täielik SCR-i väljalülitamine:
R1> (V - Vv) / Iv
See tähendab, et takisti R1 valikuvahemik peab olema väljendatud allpool esitatud viisil:
(V - Vv) / Iv
Kuidas arvutada R2
Takisti R2 peab olema piisavalt väike, et tagada, et SCR ei käivitu valesti pinge VR2 kaudu R2 kui IE ≅ 0 Amp. Selleks tuleb VR2 arvutada järgmise valemi järgi:
VR2 ≅ R2V / (R2 + RBB) (kui IE ≅ 0)
Kondensaator annab käivitusimpulsside vahelise viivituse ja määrab ka iga impulsi pikkuse.
Kuidas arvutada C
Allpool olevale joonisele viidates hakkab VC-ga võrdne pinge VE niipea, kui vooluahel on sisse lülitatud, kondensaatorit laadima pinge VV poole ajakonstandi τ = R1C kaudu.
Joonis # 8
Üldine võrrand, mis määrab C laadimisperioodi UJT võrgus, on järgmine:
vc = Vv + (V - Vv) (1 - on-t / R1C)
Meie eelmiste arvutuste abil teame juba R2 volatiiri ülaltoodud kondensaatori laadimisperioodil. Nüüd, kui vc = vE = Vp, satub UJT-seade sisselülitatud olekusse, põhjustades kondensaatori tühjenemise RB1 ja R2 kaudu kiirusega, mis sõltub ajakonstandist:
τ = (RB1 + R2) C
Järgmist võrrandit saab kasutada tühjenemisaja arvutamiseks, kui
vc = vE
sina ≅ Vpe -t / (RB1 + R2) C
See võrrand on RB1 tõttu muutunud pisut keerukaks, mis emitteri voolu suurenemisel läbib väärtuse vähenemise koos muude skeemi aspektidega nagu R1 ja V, mis mõjutavad ka C üldist tühjenemiskiirust.
Vaatamata sellele, kui viidata joonisel nr 8 (b) toodud samaväärsele vooluahelale, võivad tavaliselt R1 ja RB2 väärtused olla sellised, et R1 võib mõjutada Thévenini võrku kondensaatori C ümber, RB2 takistid. Kuigi pinge V näib olevat üsna suur, võib Thévenini pinget soodustava takisti jagaja üldiselt tähelepanuta jätta ja kõrvaldada, nagu on näidatud allpool vähendatud samaväärsel skeemil:
Seetõttu aitab ülaltoodud lihtsustatud versioon saada kondensaatori C tühjendusfaasi jaoks järgmise võrrandi, kui VR2 on tipus.
VR2 ≅ R2 (Vp - 0,7) / R2 + RB1
Rohkemate rakendusahelate jaoks võite ka viidake sellele artiklile
Eelmine: Mini-transiiver-ahel Järgmine: PIR-i signalisatsiooni ahel
