Vienvirziena tranzistors ir 3 termināļu pusvadītāju ierīce, kas atšķirībā no BJT ir tikai ar vienu pn savienojumu. Tas galvenokārt ir paredzēts izmantošanai kā vienpakāpes oscilatora ķēde impulsu signālu ģenerēšanai, kas piemēroti digitālo ķēžu lietojumiem.
UJT relaksācijas oscilatoru ķēde
Vienvirziena tranzistoru parasti var savienot ar relaksācijas oscilatoru, kā parādīts nākamajā pamata ķēdē.
Šeit komponenti RT un CT darbojas tāpat kā laika elementi un nosaka UJT ķēdes frekvenci vai svārstību ātrumu.
Lai aprēķinātu svārstīgo frekvenci, mēs varam izmantot šādu formulu, kas ietver vienvirziena tranzistora iekšējā stand-off attiecība kā viens no parametriem kopā ar RT un CT, lai noteiktu svārstīgos impulsus.
Standarta stand-off koeficienta vērtība tipiskai UJT ierīcei ir no 0,4 līdz 0,6 . Tādējādi ņemot vērā = 0,5, un, aizstājot to ar iepriekšējo vienādojumu, mēs iegūstam:
Kad barošana ir ieslēgta, spriegums caur rezistoru RT uzlādē kondensatoru CT virzienā uz barošanas līmeni VBB. Tagad stand-off spriegumu Vp nosaka Vp pāri B1 - B2 kopā ar UJT stand-off attiecību kā: Vp = VB1VB2 - VD.
Tik ilgi spriegums VE pāri kondensatoram paliek zemāks par Vp, bet UJT spailēm pāri B1, B2 ir atvērta ķēde.
Bet brīdī, kad spriegums CT pārsniedz Vp, vienvirziena tranzistors iedarbojas, ātri izlādējot kondensatoru un uzsākot jaunu ciklu.
UJT šāviena laikā R1 potenciāls palielinās un R2 samazinās.
Rezultātā iegūtā viļņu forma UJT izstarotājā rada zāģa signālu, kuram ir pozitīvs potenciāls pie B2 un negatīvs potenciāls pie B1 vadiem UJT
Vienvirziena tranzistora pielietošanas jomas
Šīs ir galvenās izmantošanas jomas, kurās tiek plaši izmantoti vienvirziena tranzistori.
- Aktivizējošās shēmas
- Oscilatoru shēmas
- Sprieguma / strāvas regulētās barošanas avoti.
- Taimera shēmas,
- Zāģu zobu ģeneratori,
- Fāžu vadības ķēdes
- Bistable tīkli
Galvenās iezīmes
Viegli pieejama un lēta : Lēta cena un viegla UJT pieejamība kopā ar dažām ārkārtas funkcijām ir ļāvusi plaši ieviest šo ierīci daudzās elektroniskās lietojumprogrammās.
Zems enerģijas patēriņš : Tā kā ierīcei ir zems enerģijas patēriņš normālos darba apstākļos, tā tiek uzskatīta par neticamu izrāvienu pastāvīgos centienos izstrādāt pietiekami efektīvas ierīces.
Ļoti stabila, uzticama darbība : Ja to izmanto kā oscilatoru vai aiztures palaišanas ķēdi, UJT darbojas ar ārkārtīgi uzticamu un ārkārtīgi precīzu izejas reakciju.
Vienvirziena tranzistora pamatkonstrukcija
1. attēls
UJT ir trīs termināļu pusvadītāju ierīce, kas ietver vienkāršu konstrukciju, kā parādīts iepriekšējā attēlā.
Šajā konstrukcijā viegli n-veida silīcija materiāla bloks (ar paaugstinātu pretestības raksturojumu) nodrošina pamatnes kontaktu pāri, kas savienoti ar vienas virsmas diviem galiem, un alumīnija stieni, kas leģēti uz pretējās aizmugurējās virsmas.
Ierīces p-n savienojums ir izveidots uz alumīnija stieņa un n-veida silīcija bloka robežas.
Šī izveidotā vienotā p-n pāreja ir ierīces nosaukuma “unijunction” iemesls . Sākotnēji ierīce bija pazīstama kā dueta (dubultā) bāzes diode bāzes kontaktu pāra dēļ.
Ievērojiet, ka iepriekš redzamajā attēlā alumīnija stienis ir sakausēts / sapludināts uz silīcija bloka vietā, kas atrodas tuvāk 2. pamatnes kontaktam nekā 1. pamatnes kontakts, un arī 2. pamatnes spaile ir kļuvusi pozitīva attiecībā pret 1. pamatnes spaili. pēc VBB volti. Kā šie aspekti ietekmē UJT darbību, būs redzams nākamajās sadaļās
Simboliskā attēlojums
Vienvirziena tranzistora simbolisko attēlojumu var redzēt zemāk redzamajā attēlā.
2. attēls
Ievērojiet, ka izstarotāja spaile ir parādīta ar leņķi pret taisni, kas attēlo n veida materiāla bloku. Bultas galvu var redzēt vērstu tipiskas strāvas (cauruma) plūsmas virzienā, kamēr vienvirziena ierīce ir uz priekšu orientēta, iedarbināta vai vadoša.
Savienojuma tranzistora ekvivalenta shēma
3. attēls
Ekvivalentu UJT ķēdi var redzēt iepriekš parādītajā attēlā. Mēs varam uzzināt, cik salīdzinoši vienkārša šķiet šī līdzvērtīgā shēma, kurā ietilpst pāris rezistori (viens fiksēts, viens regulējams) un vientuļš diods.
Pretestība RB1 tiek parādīta kā regulējams rezistors, ņemot vērā tā vērtību, mainoties pašreizējai IE. Faktiski jebkurā tranzistorā, kas apzīmē viensajumu, RB1 var svārstīties no 5 kΩ līdz 50 Ω jebkurai ekvivalentai IE izmaiņai no 0 līdz 50 = μA. Starpbāzes pretestība RBB apzīmē ierīces pretestību starp spailēm B1 un B2, kad IE = 0. Tam ir formula:
RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0
RBB diapazons parasti ir robežās no 4 līdz 10 k. Alumīnija stieņa izvietojums, kā parādīts pirmajā attēlā, nodrošina RB1, RB2 relatīvo lielumu, kad IE = 0. Mēs varam novērtēt VRB1 vērtību (kad IE = 0), izmantojot sprieguma dalītāja likumu, kā norādīts zemāk:
VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = ηVBB (ar IE = 0)
Grieķu vēstule (eta) ir pazīstams kā vienvirziena tranzistora ierīces iekšējais stand-off koeficients, un to definē:
η = RB1 / (RB1 + RB2) (ar IE = 0) = RB1 / RBB
Norādītajam izstarotāja spriegumam (VE), kas lielāks par VRB1 (= ηVBB) ar diodes priekšējā sprieguma kritumu VD (0,35 → 0,70 V), diode tiks aktivizēta. Ideālā gadījumā mēs varam pieņemt īssavienojuma stāvokli tā, ka IE sāks vadīt caur RB1. Izmantojot vienādojumu, izstarotāja sprieguma līmeni var izteikt kā:
VP = ηVBB + VD
Galvenās īpašības un darbs
Reprezentatīvā vienvirziena tranzistora raksturlielumi VBB = 10 V ir parādīti zemāk redzamajā attēlā.
4. attēls
Mēs varam redzēt, ka maksimuma punkta kreisajā pusē norādītajam izstarotāja potenciālam IE vērtība nekad nepārsniedz IEO (kas ir mikroamperos). Pašreizējais IEO vairāk vai mazāk seko parastā bipolārā tranzistora apgrieztās noplūdes strāvai ICO.
Šis reģions tiek saukts par nogriešanas reģionu, kā norādīts arī attēlā.
Tiklīdz tiek sasniegta vadītspēja pie VE = VP, emitenta potenciāls VE samazinās, palielinoties IE potenciālam, kas precīzi atbilst pašreizējās IE palielināšanas pretestības RB1 samazināšanai, kā paskaidrots iepriekš.
Iepriekšminētais raksturlielums nodrošina vienvirziena tranzistoru ar ļoti stabilu negatīvās pretestības reģionu, kas ļauj ierīcei darboties un to izmantot ļoti droši.
Iepriekš minētā procesa laikā varēja sagaidīt, ka beidzot tiks sasniegts ielejas punkts, un jebkurš IE pieaugums ārpus šī diapazona liek ierīcei nonākt piesātinājuma reģionā.
Attēlā # 3 parādīta diodes ekvivalenta shēma tajā pašā reģionā ar līdzīgu raksturlielumu pieeju.
Ierīces pretestības vērtības kritumu aktīvajā reģionā izraisa p-veida alumīnija stienis, kas ievadīts caurumos n-veida blokā, tiklīdz notiek ierīces iedarbināšana. Tā rezultātā urbumu daudzums palielinās n veida sekcijā, palielinot brīvo elektronu skaitu, izraisot paaugstinātu vadītspēju (G) visā ierīcē ar līdzvērtīgu tās pretestības samazināšanos (R ↓ = 1 / G ↑)
Svarīgi parametri
Jūs atradīsit vēl trīs svarīgus parametrus, kas saistīti ar vienvirziena tranzistoru, kas ir IP, VV un IV. Tie visi ir norādīti 4. attēlā.
Tos patiesībā ir diezgan viegli saprast. Parasti esošo izstarotāja raksturojumu var uzzināt no zemāk redzamā attēla Nr. 5.
5. attēls
Šeit mēs varam novērot, ka IEO (μA) nav pamanāms, jo horizontālā skala ir kalibrēta miliamperos. Katra no līknes, kas krustojas ar vertikālo asi, ir atbilstošie VP rezultāti. Konstantām η un VD vērtībām VP vērtība mainās saskaņā ar VBB, kā formulēts turpmāk:
Savienojuma tranzistora datu lapa
Standarta UJT tehnisko specifikāciju klāstu var uzzināt no 5. att.
Informācija par UJT Pinout informāciju
Pinout informācija ir iekļauta arī iepriekš minētajā datu lapā. Ievērojiet, ka bāzes spailes B1 un B2 atrodas pretī viens otram, kamēr izstarotāja tapa IS ir novietots centrā, starp šiem diviem.
Turklāt pamata tapa, kurai vajadzētu būt savienotai ar augstākiem piegādes līmeņiem, atrodas netālu no iesaiņojuma uz iepakojuma apkakles.
Kā izmantot UJT, lai iedarbinātu SCR
Viens salīdzinoši populārs UJT pielietojums ir tādas enerģijas ierīces kā SCR iedarbināšanai. Šāda veida iedarbināšanas ķēdes pamatkomponenti ir parādīti zemāk parādītajā diagrammā # 6.
6. attēls: SCR iedarbināšana, izmantojot UJT
7. attēls: UJT slodzes līnija aktivizēšanai ārējai ierīcei, piemēram, SCR
Galvenos laika komponentus veido R1 un C, savukārt R2 darbojas kā izvelkamie spriegumi kā nolaižamie rezistori.
Kā aprēķināt R1
Rezistors R1 jāaprēķina, lai garantētu, ka R1 definētā slodzes līnija caur ierīces raksturlielumiem pārvietojas negatīvās pretestības reģionā, proti, smailes labās puses virzienā, bet uz ielejas punkta kreiso pusi, kā norādīts 7. attēls.
Ja kravas līnija nespēj šķērsot pīķa punkta labo pusi, savienojuma ierīci nevar iedarbināt.
R1 formulu, kas garantē ieslēgšanas stāvokli, var noteikt, kad ņemsim vērā pīķa punktu, kur IR1 = IP un VE = VP. Vienādojums IR1 = IP izskatās loģisks, jo kondensatora uzlādes strāva šajā brīdī ir nulle. Tas nozīmē, ka kondensators šajā konkrētajā punktā caur uzlādi pāriet uz izlādes stāvokli.
Tāpēc attiecībā uz iepriekš minēto nosacījumu mēs varam rakstīt:
Alternatīvi, lai garantētu pilnīgu SCR izslēgšanu:
R1> (V - Vv) / Iv
Tas nozīmē, ka rezistora R1 izvēles diapazonam jābūt tādam, kā norādīts zemāk:
(V - Vv) / Iv
Kā aprēķināt R2
Rezistoram R2 jābūt pietiekami mazam, lai nodrošinātu, ka SCR kļūdaini neiedarbina spriegums VR2 pāri R2, kad IE ≅ 0 ampēri. Šim nolūkam VR2 jāaprēķina pēc šādas formulas:
VR2, R2V / (R2 + RBB) (kad IE ≅ 0)
Kondensators nodrošina laika aizturi starp iedarbinošajiem impulsiem, kā arī nosaka katra impulsa garumu.
Kā aprēķināt C
Atsaucoties uz zemāk redzamo attēlu, tiklīdz ķēde ir barota, spriegums VE, kas ir vienāds ar VC, sāks uzlādēt kondensatoru pret spriegumu VV, izmantojot laika konstanti τ = R1C.
8. attēls
Vispārējais vienādojums, kas nosaka C uzlādes periodu UJT tīklā, ir:
vc = Vv + (V - Vv) (1 - ir-t / R1C)
Veicot mūsu iepriekšējos aprēķinus, mēs jau zinām, kā svārstības visā R2 augstāk minētajā kondensatora uzlādes periodā. Tagad, kad vc = vE = Vp, UJT ierīce nonāks ieslēgšanas stāvoklī, izraisot kondensatora izlādi caur RB1 un R2 ar ātrumu, kas atkarīgs no laika konstante:
τ = (RB1 + R2) C
Lai aprēķinātu izlādes laiku, kad:
vc = vE
tu ≅ Vpe -t / (RB1 + R2) C
Šis vienādojums ir kļuvis nedaudz sarežģīts RB1 dēļ, kas, samazinoties vērtībai, pieaugot emitētāja strāvai, kopā ar citiem ķēdes aspektiem, piemēram, R1 un V, kas arī ietekmē C izlādes ātrumu kopumā.
Neskatoties uz to, ja mēs atsaucamies uz ekvivalentu ķēdi, kā norādīts iepriekš 8. attēlā (b), parasti R1 un RB2 vērtības var būt tādas, ka R1 var nedaudz ietekmēt Thévenin tīklu konfigurācijai ap kondensatoru C, RB2 rezistori. Lai gan spriegums V šķiet diezgan liels, pretestības dalītāju, kas palīdz Thévenin spriegumam, parasti var neņemt vērā un novērst, kā parādīts zemāk redzamajā samazinātajā ekvivalenta diagrammā:
Tāpēc iepriekš minētā vienkāršotā versija palīdz mums iegūt šādu vienādojumu kondensatora C izlādes fāzei, kad VR2 ir maksimumā.
VR2 ≅ R2 (Vp - 0,7) / R2 + RB1
Lai iegūtu vairāk lietojumprogrammu shēmu, varat arī atsaukties uz šo rakstu
Pāri: Mini uztvērēja ķēde Nākamais: PIR apsardzes signalizācijas ķēde
