Bir tek bağlantı transistörü, bir BJT'nin sadece tek bir pn bağlantısına sahip olmasından farklı olarak 3 terminalli yarı iletken bir cihazdır. Temel olarak, dijital devre uygulamaları için uygun darbeli sinyaller üretmek için tek aşamalı bir osilatör devresi olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
UJT Gevşeme Osilatör Devresi
Tek bağlantılı transistör, aşağıdaki temel devrede gösterildiği gibi tipik olarak bir gevşeme osilatörü şeklinde kablolanabilir.
Burada RT ve CT bileşenleri, zamanlama elemanları gibi çalışır ve UJT devresinin frekansını veya salınım oranını belirler.
Salınım frekansını hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabiliriz. birleşimsiz transistör içsel ayrılma oranı salınım darbelerini belirlemek için RT ve CT ile birlikte parametrelerden biri olarak.
Tipik bir UJT cihazı için ayrılma oranının standart değeri 0,4 ile 0,6 arasındadır. . Böylece değeri göz önüne alındığında = 0.5 ve onu yukarıdaki denklemde değiştirerek elde ederiz:
Besleme AÇIK konuma getirildiğinde, RT direnci üzerinden geçen voltaj kapasitör CT'sini VBB besleme seviyesine doğru şarj eder. Şimdi, ayrılma gerilimi Vp, UJT ayrılma oranıyla bağlantılı olarak B1 - B2 genelinde Vp tarafından belirlenir. as: Vp = VB1VB2 - VD.
Bu kadar uzun süre kapasitördeki voltaj VE Vp'den daha düşük kalır, B1, B2'deki UJT terminalleri açık devre gösterir.
Ancak CT üzerindeki voltaj Vp'nin ötesine geçtiği anda, tek bağlantılı transistör ateşlenir, kondansatörü hızla boşaltır ve yeni bir döngü başlatır.
UJT'nin ateşleme vakası sırasında, R1 boyunca potansiyelin yükselmesi ve R2 boyunca potansiyelin düşmesi ile sonuçlanır.
UJT'nin vericisi boyunca ortaya çıkan dalga formu, B2'de pozitif gidiş potansiyeli ve UJT'nin B1 uçlarında negatif gidiş potansiyeli sergileyen bir testere dişi sinyali üretir.
Unijunction Transistor Uygulama Alanları
Aşağıdakiler, birleşim transistörlerinin yaygın olarak kullanıldığı ana uygulama alanlarıdır.
- Tetikleyen Devreler
- Osilatör Devreleri
- Voltaj / Akım Düzenlemeli malzemeler.
- Zamanlayıcı tabanlı Devreler,
- Testere Dişli Jeneratörler,
- Faz Kontrol Devreleri
- İki durumlu ağlar
Ana Özellikler
Kolay Erişilebilir ve Ucuz : UJT'lerin ucuz fiyatı ve kolay bulunabilirliğinin yanı sıra bazı istisnai özellikler, bu cihazın birçok elektronik uygulamada geniş bir şekilde uygulanmasına yol açmıştır.
Düşük güç tüketimi : Normal çalışma koşullarında düşük güç tüketimi özelliği nedeniyle, cihaz, makul derecede verimli cihazlar geliştirme çabasında inanılmaz bir atılım olarak kabul edilir.
Son Derece Kararlı Güvenilir Çalışma : Bir osilatör olarak veya gecikmeli tetikleme devresinde kullanıldığında, UJT son derece güvenilir ve son derece hassas bir çıktı tepkisi ile çalışır.
Unijunction Transistör Temel Yapısı
Şekil 1
UJT, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi basit bir yapıya sahip üç terminalli bir yarı iletken cihazdır.
Bu yapıda, hafif katkılı n-tipi silikon malzemeden bir blok (arttırılmış direnç karakteristiğine sahip), bir yüzeyin iki ucuna bağlı bir çift taban kontağı ve karşı arka yüzeyde alaşımlı bir alüminyum çubuk sağlar.
Cihazın p-n bağlantısı, alüminyum çubuğun ve n-tipi silikon bloğun sınırında oluşturulur.
Bu şekilde oluşturulmuş tek p-n bağlantısı, cihazın 'birleşim' adının sebebidir. . Cihaz başlangıçta şu şekilde biliniyordu: duo (çift) baz diyot bir çift baz kontağın meydana gelmesi nedeniyle.
Yukarıdaki şekilde, alüminyum çubuğun silikon blok üzerinde taban 2 kontağına göre taban 1 kontağına göre daha yakın bir konumda eritildiğine / birleştirildiğine ve ayrıca taban 2 terminalinin taban 1 terminaline göre pozitif hale geldiğine dikkat edin. VBB volt ile. Bu yönlerin UJT'nin çalışmasını nasıl etkilediği aşağıdaki bölümlerde açıklanacaktır.
Sembolik temsil
Tek birleşimli transistörün sembolik temsili aşağıdaki resimde görülebilir.
Şekil 2
Yayıcı terminalin, n-tipi malzeme bloğunu tasvir eden düz çizgiye bir açıyla gösterildiğine dikkat edin. Ok başı, birleştirme cihazı ileri eğilimli, tetiklenmiş veya iletken durumdayken tipik akım (delik) akışı yönünde yönlendirilirken görülebilir.
Birleşimsiz Transistör Eşdeğer Devresi
Figür 3
Eşdeğer UJT devresine yukarıda gösterilen resimde tanık olunabilir. Bir çift direnç (bir sabit, bir ayarlanabilir) ve bir tekli diyot içeren bu eşdeğer devrenin ne kadar basit göründüğünü bulabiliriz.
RB1 direnci, mevcut IE değiştikçe değerinin değişeceği düşünülerek ayarlanabilir bir direnç olarak görüntülenir. Aslında, bir birleşimi temsil eden herhangi bir transistörde, RB1, 0 ila 50 = μA arasındaki herhangi bir eşdeğer IE değişikliği için 5 kΩ'dan 50 Ω'a kadar dalgalanabilir. Ara taban direnci RBB, IE = 0 olduğunda cihazın B1 ve B2 terminalleri arasındaki direncini temsil eder. Bunun formülünde,
RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0
RBB aralığı normalde 4 ve 10 k arasındadır. İlk şekilde gösterildiği gibi alüminyum çubuk yerleşimi, IE = 0 olduğunda RB1, RB2'nin göreli büyüklüklerini sağlar. Aşağıda verilen gerilim bölücü yasasını kullanarak VRB1'in değerini (IE = 0 olduğunda) tahmin edebiliriz:
VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = ηVBB (IE = 0 ile)
Yunan mektubu (eta), tek bağlantı transistör cihazının içsel ayrılma oranı olarak bilinir ve şu şekilde tanımlanır:
η = RB1 / (RB1 + RB2) (IE = 0 ile) = RB1 / RBB
Diyotun ileri voltaj düşüşü VD (0,35 → 0,70 V) ile VRB1'den (= ηVBB) daha yüksek gösterilen emitör voltajı (VE) için diyot AÇIK duruma getirilecektir. İdeal olarak, kısa devre koşulunu varsayabiliriz, öyle ki IE, RB1 aracılığıyla çalışmaya başlayacaktır. Denklem aracılığıyla, emitörün tetikleyici voltaj seviyesi şu şekilde ifade edilebilir:
VP = ηVBB + VD
Ana Özellikler ve Çalışma
VBB = 10 V için temsili bir birleşimsiz transistörün özellikleri aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Şekil 4
Zirve noktasının sol tarafında gösterilen yayıcı potansiyeli için IE değerinin IEO'yu (mikroamper cinsinden) asla aşmadığını görebiliriz. Mevcut IEO aşağı yukarı geleneksel bipolar transistörün ters kaçak akım ICO'sunu takip eder.
Bu bölge, aynı zamanda Şekil 2'de belirtildiği gibi, kesme bölgesi olarak anılır.
VE = VP'de iletim elde edilir edilmez, daha önce açıklandığı gibi artan akım IE için azalan direnç RB1 ile tam olarak uyumlu olan, IE potansiyeli arttıkça yayıcı potansiyeli VE azalır.
Yukarıdaki özellik, cihazın son derece güvenilir bir şekilde çalışmasını ve uygulanmasını sağlayan, oldukça kararlı bir negatif direnç bölgesine sahip tek birleşik bir transistör sağlar.
Yukarıdaki işlem sırasında, vadi noktasına nihai olarak ulaşılması beklenebilir ve bu aralığın ötesinde IE'deki herhangi bir artış, cihazın doygunluk bölgesine girmesine neden olur.
Şekil 3, benzer özellikler yaklaşımına sahip aynı bölgede bir diyot eşdeğer devresini göstermektedir.
Aktif bölgedeki cihazın direnç değerindeki düşüş, cihazın ateşlenmesi gerçekleşir gerçekleşmez, p-tipi alüminyum çubuk tarafından n-tipi bloğa enjekte edilen deliklerden dolayı meydana gelir. Bu, n-tipi bölümdeki deliklerin miktarında bir artışa neden olur, serbest elektron sayısını arttırır, bu da cihaz boyunca dirençte eşdeğer bir düşüşle (R ↓ = 1 / G ↑) gelişmiş bir iletkenliğe (G) neden olur.
Önemli Parametreler
IP, VV ve IV olan tek bağlantılı bir transistörle ilişkili üç ek önemli parametre bulacaksınız. Bunların tümü 4 numaralı şekilde gösterilmektedir.
Bunların anlaşılması aslında oldukça kolaydır. Normalde var olan yayıcı özelliği aşağıdaki şekil 5'den öğrenilebilir.
Şekil 5
Burada, yatay ölçek miliamper cinsinden kalibre edildiğinden IEO'nun (μA) farkedilemez olduğunu gözlemleyebiliriz. Dikey ekseni kesen eğrilerin her biri, VP'nin karşılık gelen sonuçlarıdır. Sabit η ve VD değerleri için, VP değeri aşağıda formüle edildiği gibi VBB'ye göre değişir:
Unijunction Transistor Veri Sayfası
UJT için standart bir teknik özellik aralığı aşağıdaki Şekil 5'ten öğrenilebilir.
UJT Pinout Detayları
Pin çıkışı ayrıntıları, yukarıdaki veri sayfasında da yer almaktadır. Baz terminallerin B1 ve B2 yayıcı pim ise birbirine zıt konumdadır DIR-DİR bu ikisinin arasında merkezde konumlanmıştır.
Ayrıca, daha yüksek tedarik seviyeleri ile bağlanması gereken taban pimi, paketin bileziğinin üzerindeki çıkma yakınına yerleştirilmiştir.
Bir SCR'yi Tetiklemek için UJT nasıl kullanılır
UJT'nin nispeten popüler bir uygulaması, SCR gibi güç cihazını tetiklemek içindir. Bu tür tetikleme devresinin temel bileşenleri aşağıda gösterilen 6 numaralı diyagramda gösterilmiştir.
Şekil # 6: Bir UJT kullanarak bir SCR'yi tetikleme
Şekil # 7: SCR gibi harici bir cihaz için tetikleme için UJT Yükleme satırı
Ana zamanlama bileşenleri R1 ve C tarafından oluşturulurken, R2 çıkış tetikleme gerilimi için aşağı çekme dirençleri gibi çalışır.
R1 Nasıl Hesaplanır
Rezistör R1, R1 tarafından tanımlanan yük hattının, negatif direnç bölgesi içinde, yani tepe noktasının sağ tarafına, ancak aşağıda belirtildiği gibi vadi noktasının sol tarafına doğru, cihazın özellikleri aracılığıyla hareket etmesini garanti etmek için hesaplanmalıdır. Şekil 7.
Yük hattı tepe noktasının sağ tarafını geçemiyorsa, birleşme cihazı çalışamaz.
Bir AÇMA koşulunu garanti eden R1 formülü, IR1 = IP ve VE = VP olan tepe noktası hesaba katıldığında belirlenebilir. IR1 = IP denklemi mantıklı görünüyor çünkü bu noktada kapasitörün şarj akımı sıfırdır. Yani, bu spesifik noktadaki kapasitör bir şarjdan bir deşarj durumuna geçiyor.
Yukarıdaki durum için bu nedenle şunu yazabiliriz:
Alternatif olarak, tam bir SCR kapatmayı garanti etmek için:
R1> (V - Vv) / Iv
Bu, rezistör R1'in seçim aralığının aşağıda verildiği gibi ifade edilmesi gerektiği anlamına gelir:
(V - Vv) / Iv
R2 Nasıl Hesaplanır
Rezistör R2, IE SC 0 Amp olduğunda, SCR'nin R2 boyunca voltaj VR2 tarafından yanlışlıkla tetiklenmemesini sağlamak için yeterince küçük olmalıdır. Bunun için VR2 aşağıdaki formüle göre hesaplanmalıdır:
VR2 ≅ R2V / (R2 + RBB) (IE ≅ 0 olduğunda)
Kapasitör, tetikleme darbeleri arasındaki zaman gecikmesini sağlar ve ayrıca her darbenin uzunluğunu belirler.
C Nasıl Hesaplanır
Aşağıdaki şekle atıfta bulunursak, devreye güç verilir verilmez, VC'ye eşit olan VE gerilimi, bir zaman sabiti τ = R1C aracılığıyla kapasitörü VV gerilimine doğru şarj etmeye başlayacaktır.
Şekil 8
Bir UJT ağında C'nin şarj süresini belirleyen genel denklem şudur:
vc = Vv + (V - Vv) (1 - dır-dir-t / R1C)
Önceki hesaplamalarımız sayesinde, kapasitörün yukarıdaki şarj süresi boyunca R2 üzerindeki dalgalanmayı zaten biliyoruz. Şimdi, vc = vE = Vp olduğunda, UJT cihazı AÇIK duruma geçecek ve kapasitörün zaman sabitine bağlı bir hızla RB1 ve R2 yoluyla deşarj olmasına neden olacak:
τ = (RB1 + R2) C
Aşağıdaki denklem ne zaman deşarj süresini hesaplamak için kullanılabilir
vc = vE
sen ≅ Vpe -t / (RB1 + R2) C
Bu denklem, emitör akımı arttıkça değerde bir düşüş yaşayan RB1 nedeniyle biraz karmaşık hale geldi ve aynı zamanda C'nin deşarj oranını da etkileyen R1 ve V gibi devredeki diğer özellikler.
Buna rağmen, Şekil # 8 (b) 'de verilen eşdeğer devreye atıfta bulunursak, tipik olarak R1 ve RB2'nin değerleri, C kapasitörünün etrafındaki konfigürasyon için bir Thévenin ağının R1'den marjinal olarak etkilenebileceği şekilde olabilir, RB2 dirençleri. Voltaj V oldukça büyük görünse de, aşağıdaki indirgenmiş eşdeğer diyagramda gösterildiği gibi, Thévenin voltajına yardımcı olan direnç bölücü genel olarak gözden kaçabilir ve ortadan kaldırılabilir:
Bu nedenle, yukarıdaki basitleştirilmiş versiyon, VR2 en üst seviyedeyken, kapasitör C'nin deşarj fazı için aşağıdaki denklemi elde etmemize yardımcı olur.
VR2 ≅ R2 (Vp - 0.7) / R2 + RB1
Daha fazla uygulama devresi için ayrıca bu makaleye bakın
Önceki: Mini Alıcı-Verici Devresi Sonraki: PIR Hırsız Alarm Devresi
