transistor de una unión sus
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Transistor de una unión (abreviado como UJT) , también llamado el diodo de doble base es
una capa de 2-, 3-terminal de estado sólido (silicio) dispositivo de conmutación. El dispositivo tiene
una característica única-que cuando se activa, aumenta su corriente del emisor re generativa (debido a
la característica de resistencia negativa) hasta que se restringe por la fuente de alimentación emisor. El
bajo costo por unidad, combinada con su característica única, han justificado su uso en una amplia variedad de aplicaciones.Algunos incluyen osciladores, generadores de impulsos, generadores de
dientes de sierra, los circuitos de disparo, el control de fase, circuitos de sincronización, y los
suministros de voltaje o de corriente regulada. El dispositivo es, en general, una baja potencia de
absorción de dispositivo bajo condiciones normales de funcionamiento y proporciona ayuda tremenda
en el esfuerzo continuo para diseñar sistemas relativamente eficientes!
Construcción de un UJTLa estructura básica de un transistor de una unión se muestra en la figura. En esencia, consta de una
barra de silicio ligeramente dopado de tipo N con una pequeña pieza de fuertemente dopado tipo P
material aleado a su lado para producir una sola unión PN. La única unión PN representa laterminología monounión. La barra de silicio, en sus extremos, tiene dos contactos óhmicos designados
como base-1 (B 1 ) y la base-2 (B 2 ), tal como se muestra y la región de tipo P se denomina el emisor
(E). La unión de emisor normalmente se encuentra más cerca de la base-2 (B 2 ) de la base-1 (B 1 ) de
manera que el dispositivo no es simétrico, porque la unidad simétrica no proporciona óptimas
características eléctricas para la mayoría de las aplicaciones.
Símbolo UJT y Construcción
El símbolo para transistor de una unión se muestra en la figura. La pierna emisor está dibujado en un
ángulo con la línea vertical que representa la losa material de tipo N y los puntos de punta de flecha en
el sentido de la corriente convencional cuando el dispositivo está polarizado directamente, activa o en
el estado de conducción.La disposición básica para el UJT se muestra en la figura.
Un UJT complementario está formado por la difusión de un terminal de emisor de tipo N en una base
de tipo p. A excepción de las polaridades de voltaje y corriente, las características de un UJT
complementario son exactamente los mismos que los de un UJT convencional.Los puntos que conviene destacar sobre UJT se indican a continuación:
El dispositivo tiene una sola salida, por lo que se llama el dispositivo monounión.
El dispositivo, debido a una unión PN, es bastante similar a un diodo pero difiere de un diodo
ordinario, ya que tiene tres terminales.
La estructura de un UJT es bastante similar a la de un JFET de canal N. La diferencia principal es
que de tipo P (puerta) de material rodea el tipo N (canal) de material en caso de JFET y la superficie
de la puerta del JFET es mucho mayor que la unión de emisor del UJT.
En un transistor de una unión del emisor está fuertemente dopado, mientras que la N-región está
ligeramente dopado, por lo que la resistencia entre los terminales de base es relativamente alta,típicamente 4 a 10 ohmios kilo cuando el emisor está abierto.
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La barra de tipo N de silicio tiene una alta resistencia y la resistencia entre el emisor y la base-1 es
mayor que entre el emisor y la base 2-. Se debe a que el emisor está más cerca de la base-2 de la
base-1.
UJT se opera con unión emisora polarizada, mientras que el JFET es normal o perated con la union
de la puerta de polarización inversa . UJT no tiene capacidad para amplificar pero tiene la capacidad de controlar una gran potencia de
corriente alterna con una pequeña señal. Exhibe una característica de resistencia negativa y para
que pueda ser empleado como un oscilador.
El funcionamiento de un UJTImagina que la tensión de alimentación del emisor se convierte a cero. Entonces el intrínseca stand-off
voltaje polariza inversamente el diodo emisor, como se mencionó anteriormente. Si V B es el voltaje de barrera del diodo emisor, a continuación, la tensión de polarización inversa total es V Un + V B = V
Ƞ BB + V B . Para el silicio V B = 0,7 V.
Ahora vamos a la fuente de tensión V emisor E se incrementa lentamente. Cuando V E se hace igual a V
Ƞ BB , yo Eo se reducirá a cero. Con los niveles de tensión igual a cada lado del diodo, ni inversa ni
corriente fluirá hacia adelante. Cuando la tensión de emisor de suministro se incrementa aún más, el
diodo se convierte en polarización tan pronto como se supera el voltaje total de polarización inversa (V
Ƞ BB + V B ). Este valor de la tensión V emisor E se denomina la tensión de pico de punto y se designa
por V P . Cuando V E = V P , emisor corriente I E comienza a fluir a través de R B1 a tierra, que es B 1 . Esta
es la corriente mínima que se requiere para activar el UJT. Esto se denomina el emisor pico de puntoactual y se denota por I P . Ip es inversamente proporcional a la tensión interbase, V BB . Ahora, cuando
el diodo emisor empieza a conducir, los portadores de carga se inyectan en la región RB de la
barra. Puesto que la resistencia de un material semiconductor depende de dopaje, la resistencia de RB
región disminuye rápidamente debido a los portadores de carga adicionales (agujeros). Con esta
disminución de la resistencia, la caída de voltaje a través de RB también disminuyen, provocar que el
diodo emisor a ser más fuertemente polarizado. Esto, a su vez, se traduce en mayor corriente directa, y
por consiguiente más portadores de carga se inyectan causando reducción aún mayor en la resistencia
de la región RB. Así, la corriente de emisor va en aumento hasta que está limitada por la fuente de
alimentación emisor. Dado que disminuye VA con el aumento de la corriente de emisor, el UJT se diceque tiene una característica de resistencia negativa. Se ve que la base-2 (B2) se utiliza solamente para
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solicitar VBB tensión externa a través de ella. Los terminales E y B1 son los terminales activos. UJT es
accionado generalmente en la conducción mediante la aplicación de un pulso positivo adecuado para el
emisor. Se puede desactivarse mediante la aplicación de un pulso de disparo negativo.
Cómo disparar un SCR con UJT?
Disparo UJT
Una aplicación común del transistor de unión UNI es la activación de los otros dispositivos tales
como el SCR, TRIAC etc Los elementos básicos de tal circuito de disparo se muestra en la figura. Laresistencia R E se elige de manera que la línea de carga determinada por R E pasa a través de la
característica del dispositivo en la región de resistencia negativa, es decir, a la derecha del punto pico,
pero a la izquierda del punto de valle, como se muestra en la figura. Si la línea de carga no pasa a la
derecha del punto P de pico, el dispositivo no se puede encender.
Para asegurar el encendido de la UJT
R E <V BB - V p / I P
Esto se puede establecer como abajo
Considere el punto máximo en el que me RE = I p y V E = V P
(Me la igualdad RE = I P es válido porque la corriente de carga del condensador, en este instante es iguala cero, es decir, el condensador, en este instante particular, está cambiando de un estado de carga para
un estado de descarga). Entonces V E = V BB - Yo RE R E
Por lo tanto, R E (MAX) = V BB - V E / I RE = V BB - V p / I p en el punto máximo.
En el punto de valle, V
Que E = I V y V E = V V de manera que
V E = V BB - Yo RE R E
Por lo tanto R E (MIN) = V BB - V E / I RE = V BB - V V / I V o para asegurar a su vez-off.
R E > = V BB - V V / I V
Así, el intervalo de la resistencia R E se da como V BB - V P / I P > R E > V BB - V V / I V
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La resistencia R se elige lo suficientemente pequeño como para asegurar que SCR no está activado por
la tensión V R cuando E emisor terminal está abierto o I E = 0
La tensión V R = VR BB / R + R BB para el terminal de emisor abierto.
El condensador C determina el intervalo de tiempo entre los impulsos de disparo y el tiempo de
duración de cada impulso. Mediante la variación de R E , podemos cambiar la constante de tiempoR E C y alterar el punto en el que los fuegos UJT. Esto nos permite controlar el ángulo de conducción
del SCR, lo que significa el control de la corriente de carga.
Características UJT
La característica emisor estática (una curva que muestra la relación entre tensión de emisor V E y el
emisor de corriente I E ) de un UJT en un momento dado, entre la base tensión V BB se muestra en la
figura. De la figura se observa que para los potenciales de emisor a la izquierda del punto pico, la
corriente del emisor I Enunca excede I Eo . La corriente I Eo corresponde muy estrechamente a la fuga de
corriente inversa I Co del BJT convencional. Esta región, como se muestra en la figura, se llama la
región de corte. Una vez que la conducción se fija en V E = V P el emisor potencial V E comienza a
disminuir con el aumento de la corriente de emisor I E . Esto se corresponde exactamente con la
disminución de la resistencia R B para la corriente cada vez mayor que E . Este dispositivo, por lo tanto,
tiene una región de resistencia negativa, que es lo suficientemente estable como para ser utilizado con
una gran fiabilidad en las áreas de aplicaciones mencionadas anteriormente. Finalmente, el punto de
valle alcanza, y cualquier aumento adicional en la corriente del emisor I E coloca el dispositivo en la
región de saturación, como se muestra en la figura. Tres otros parámetros importantes para el UJT son
I P , V V y V y se definen a continuación:
Pico punto emisor. I p . Es la corriente de emisor en el punto pico. Se representa la corriente
rnimrnum que se requiere para activar el dispositivo (UJT). Es inversamente proporcional a la tensión
V interbases BB .
Valle del punto de voltaje V V La tensión del punto de valle es el voltaje del emisor en el punto de
valle. La tensión de valle aumenta con el aumento de la tensión V interbases BB .
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Valle del punto de corriente I V El punto de valle actual es la corriente de emisor en el punto de
valle. Se aumenta con el aumento de la inter-base de la tensión V BB .
Características especiales del UJT Las características especiales de un UJT son los siguientes:
1. Una tensión de un disparo estable (V P ) - una fracción fija de la que aplica, entre la tensión de base
V BB .2. Un valor muy bajo de corriente de disparo.
3. Un impulso de corriente de alta capacidad.
4. Una característica de resistencia negativa.
5. Bajo costo.
Oscilador de relajación UJT
La relajación UJT circuito oscilador
El oscilador de relajación se muestra en la figura consta de UJT y un condensador C que se carga a
través de la resistencia R E cuando entre base de la tensión V BB está encendido. Durante el período de
carga, el voltaje a través del condensador aumenta exponencialmente hasta que se alcanza el punto pico
de la tensión V p .Cuando la tensión del condensador alcanza la tensión V P , los interruptores en UJT y
el condensador C descarga rápidamente a través de B 1. Las gotas de corriente resultante a través de la
resistencia externa R desarrolla un pico de tensión, como se ilustra en la figura y la tensión del
condensador al valor V V . El dispositivo se interrumpe y el condensador comienza a cargarse de
nuevo. El ciclo se repite continuamente generando una forma de onda en diente de sierra a través del
condensador C. La forma de onda resultante de la tensión V condensador C y la tensión a través de la
resistencia R (V R ) se muestran en la figura. La frecuencia de la entrada en diente de sierra de onda se
puede variar variando el valor de la resistencia R E , ya que controla la constante de tiempo (T = R E C)
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del circuito de condensador de carga. El tiempo de descarga t2 es difícil de calcular porque el UJT está
en su región de resistencia negativa y su resistencia está cambiando continuamente. Sin embargo, t 2 es
normalmente mucho menor que t 1 y se puede despreciar de aproximación.
Para el buen funcionamiento del oscilador por encima de las dos condiciones siguientes para el
encendido y apague-del UJT se deben cumplir.R E <V BB - V P / I P y R E > V BB - V V / I V
Esta es la gama de la resistencia R E sea el que figura a continuación
V BB - V P / I P > R E > V BB - V V / I V
El período de tiempo y, por tanto, la frecuencia de oscilación se puede derivar de la siguiente
manera. Durante la carga del condensador, el voltaje a través del condensador se da como
V c = V BB (le -t/ReC )
donde R E C es la constante de tiempo del condensador circuito de carga y t es el tiempo desde el
comienzo de la descarga del condensador charging.The comienza al final de la carga período t 1 cuando
la tensión en el condensador V c es igual a V P, es decir, (V Ƞ BB + V B ) V P = V Ƞ BB + V B = V BB (le -t/ReC )
Despreciando V B en comparación con Ƞ V BB hemos
Ƞ V BB = V BB (le -t1/ReC )
o por correo -t1/ReC = 1 - Ƞ
Así que la carga periodo de tiempo, t 1 = 2.3 R E C log 10 1/1- Ƞ
Dado que la descarga tiempo de duración t 2 es insignificantemente pequeña en comparación con la
carga duración del tiempo t 1 por lo que tomar período de tiempo de la onda, T = t 1
El periodo de tiempo de la onda de diente de sierra, T = 2,3 R E C log 10 1/1- Ƞ
y la frecuencia de oscilación f = 1 / T = 1/2.3R E Zueco 10 (1 - Ƞ)
UJT de frecuencia variable oscilador de relajación
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Mediante la inclusión de una pequeña resistencia en cada circuito de la base, tres salidas útiles (diente
de sierra, activadores ondas positivas, negativas y activadores), como se muestra en la figura, se pueden
obtener.Cuando se activa el UJT, el aumento de la corriente a través de B t provoca una caída de
tensión en R 1 y produce los picos positivos van. También en el tiempo de cocción UJT, la caída de V EB I
causa B a subir rápidamente y generar los picos negativos que van a través de R 2 , como se muestra enla figura. R 1 y R 2debe ser mucho menor que R BB para evitar la alteración de la tensión de disparo del
UJT. Una amplia gama de frecuencias de oscilación se puede lograr haciendo que R E ajustable y que
incluye un conmutador para seleccionar diferentes valores de capacitancia, como se ilustra. Como ya se
mencionó en el blog anterior no hay límites superior e inferior a la resistencia de la fuente de la señal
R E para el buen funcionamiento del UJT.
UJT programableJOJOSEPTIEMBRE - 18 - 2009
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UJT programable
El transistor de una unión programable (PUT) no es un transistor de una unión en absoluto. El
hecho de que las características VI y aplicaciones de ambos son similares llevó a la elección de las
etiquetas.
También es una de cuatro capas PNPN dispositivo de estado sólido con una puerta conectada
directamente a la N-emparedada tipo de capa. La estructura básica, símbolo esquemático y la
disposición básica de empuje del PUT se muestra en las figuras, respectivamente. A medida que elsímbolo indica, es esencialmente un SCR con un mecanismo de control que permite una duplicación de
las características de la típica de SCR. El término " programable "se aplica porque la base de la
resistencia R entre BB , la intrínseca relación de enfrentamiento Ƞ y pico de punto de voltaje V P , como
se define en UJT puede ser programado para cualquier valor deseado a través de resistencias externas
R B y R B2 y la fuente de tensión V BB . De la figura vemos que por la regla de divisor de tensión
cuando G = 0,
V G = (R B1 / R B1 + R B2 ) V BB = Ƞ V BB
Considerar la figura El dispositivo PNPN muestra en la figura tiene su puerta conectada a la unión de
las resistencias externas R B y R B . La construcción de cuatro capas se muestra en la figura indica que launión ánodo-puerta está polarizado cuando el ánodo se hace positivo con respecto a la puerta. Cuando
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esto ocurre, el dispositivo está activado. El ánodo a cátodo tensión V AK luego cae a un nivel bajo, y el
dispositivo lleva a cabo en gran medida hasta que el voltaje de entrada a ser demasiado baja para
sostener la conducción. Se ve que esta acción estimula el rendimiento de un UJT. El ánodo del
dispositivo actúa como el emisor del UJT.
Características de UJT programable
Las características típicas del dispositivo se muestran en la figura. El potencial de fuego o pico de punto
se da como
V P = V Ƞ BB + V B como se definió para el UJT.
Sin embargo V P representa la caída de voltaje V AK en la figura [la caída de voltaje a través del diodoconductor]. Para silicio V B es típicamente 0,7 V.
En PUT R B1 y R B2 son las resistencias externas al dispositivo que permite el ajuste de Ƞ y por lo tanto,
V T , mientras que en el UJT ambos R B1 y R B2 representan la resistencia a granel y contactos óhmicos
de base del dispositivo (tanto inaccesible). Aunque las características del PUT y UJT son similares, los
picos y valles de las corrientes del PUT son típicamente inferiores a los de un UJT de una calificación
similar. Además, el voltaje mínimo de PUT es también menor que la de UJT.
Aplicación de PUT
PUT oscilador de relajación
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PUT, debido a su superioridad sobre los UJT, reemplaza UJT. Una aplicación popular de PUT está en el
oscilador de relajación se muestra en la figura. El instante en que el suministro V BB está encendido, el
condensador comienza a cargarse hacia V BB voltios, ya que no hay corriente anódica en este punto. El
instante en que el voltaje a través del condensador es igual a V P , los fuegos de dispositivos y de
corriente de ánodo I A = I P se establece a través del PUT. Tan pronto como los fuegos de dispositivo, elcondensador se inicia la descarga rápidamente a través de la baja resistencia del PUT y R K . En
consecuencia, un pico de tensión se produce a través de R K durante la descarga. Tan pronto como el
condensador C se descarga, el PUT se apaga y el ciclo de carga comienza de nuevo según lo narrado
anteriormente.
El período de tiempo necesario para alcanzar el potencial de disparar V P viene dado aproximadamente
por la expresión
T = RC registro e = V BB / V BB - V P = V Ƞ BB
En el punto de cocción de PUT I P R = V BB - V P
Si R es demasiado grande, la corriente I P no puede ser establecida, y el dispositivo no se dispararáPor lo tanto R MAX = V BB - V P / I P
Del mismo modo R MIN = V BB - V V / I V
V BB - V P / I P > R> V BB - V V / I V
Interruptor unilateral de silicioInterruptor Unilateral de Silicio SUS El Interruptor unilateral de silicio o mejor conocido por sus siglas en inglés como SUS
(Silicon Unilateral Switch), es un dispositivo de tres terminales (ánodo, cátodo y compuerta) el cual conduce en una sola
dirección de ánodo a cátodo cuando el voltaje en el primero es mayor que en el segundo. Presenta características eléctricas
muy similares a la de un diodo de cuatro capas; sin embargo, la presencia de la terminal de compuerta le permite controlar
su voltaje de disparo. Por su carácter unidireccional es utilizado para el control de SCR´s y para el control de TRIACS. .1
ESTRUCTURA Y SIMBOLOGÍA. 1. Se puede apreciar las 4 capas y la presencia de la compuerta en la Capa N además del Zener entre
compuerta y cátodo. 2 Circuito Equivalente de un tiristor de puerta de ánodo al que se asocia el Zener. 3. simbología común. 4.SUS en
empaque TO98.
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Contenido
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1 Estructura y Simbología
2 Comportamiento
o 2.1 Efecto de la compuerta
3 Disparador de Tiristores en general
o 3.1 Disparador de TRIAC
o 3.2 Disparo de SCR
4 Hoja de datos
5 Referencias
6 Enlaces externos
7 Véase también
[editar]Estructura y Simbología
Este dispositivo presenta cuatro capas de materiales semiconductores; en el ánodo se tiene la terminal de compuerta y un
diodo Zener de bajo voltaje entre los terminales de compuerta y cátodo. Por esta razón, muchas veces es representado
como un tiristor de puerta de ánodo al que se asocia el Zener.
Curva de comportamiento de la corriente en términos del voltaje.
[editar]Comportamiento
Este dispositivo comienza a conducir cuando el voltaje entre Ánodo y Cátodo alcanza un valor Vs el cual típicamente es de
6 a 10V. Después de esto el voltaje cae dependiendo de la corriente de conducción. Hay que destacar que este dispositivo
seguirá conduciendo mientras se mantenga un voltaje por encima de 0.7 y la corriente de conducción no caiga por debajo
de la corriente de mantenimiento IH la cual típicamente es de 1.5mA. En el caso que se dé una polarización inversa este
dispositivo no conduce, sin embargo tiene un límite de voltaje inverso llamado VR el cual puede estar por el orden de los
30V. Si se supera este voltaje entonces se destruye el dispositivo. 2
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[editar]Efecto de la compuerta
Si aplicamos una diferencia de potencial entre la compuerta y el cátodo se puede modificar considerablemente la curva de
operación del SUS. Una de las formas más clásicas de hacer esto es mediante un diodo zener, entre la compuerta y elcátodo. De esta forma, el voltaje de Disparo (Vs) queda definido por:
Vs = Vz + 0.6 V
De lo observado hasta ahora podríamos decir que el SUS es similar al UJT, sin embargo, el SUS se dispara a una tensión
determinada por el diodo zener, y su corriente Is (corriente de activación) resulta mayor y muy cercana a IH (corriente de
mantenimiento). Estos Datos limitan la frecuencia de trabajo del elemento para valores altos y bajos. 3
[editar]Disparador de Tiristores en general
Circuito RC con SUS para disparar un Tiristor. R1 Carga C hasta Vs, luego C se descarga por él SUS, creado un pulso en R2, hasta que I
se hace menor de IH.
Por medio de una configuración RC, se puede utilizar este dispositivo para disparar tiristores como el SCR y también
TRIAC. Si cargamos un condensador por medio de una resistencia variable de tal forma que el condensador alcance el
voltaje de disparo del SUS en un tiempo RC, cuando este voltaje es alcanzado el condensador se descargará por medio del
SUS. De esta forma se producirá un pulso en de voltaje en una resistencia, la cual estará conectada a la compuerta de
Tiristor. Este pulso será de muy corta duración ya que solo se mantiene mientras el condensador entrega una corriente
mayor a la de mantenimiento y, como sabemos, en estos dispositivos esta corriente es bastante elevada. La resistencia
variable nos permite variar el tiempo de carga del condensador y con ello el tiempo de disparo. Para utilizar esta
configuración es fundamental el parámetro Vo, que es el voltaje pico producido por SUS en la resistencia, este factor es
crucial ya que si no se tiene la suficiente potencia no se podrá activar el tiristor. 4
[editar]Disparador de TRIAC
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En este circuito se controla el TRIAC mediante los disparos del SUS, que a su vez son controlados por R1, R2 y C1
Un circuito para control de TRIAC por medio de SUS (Ver Figura) funciona de la siguiente forma. Una fuente AC conectada
a un puente rectificador, entrega un voltaje rectificado a un condensador C, Este voltaje tenderá a seguir el voltaje delpuente con un atraso de posición, determinado por una resistencia de carga R2 en serie con el condensador. En algún
momento del semi-ciclo el voltaje del condensador alcanzará el voltaje de disparo del SUS, al alcanzar este voltaje el SUS
se dispara y permite que el condensador se descargue a través del devanado primario de un transformador. Esta descarga
del condensador C1 produce un impulso de corriente en el devanado primario del transformador hasta que el condensador
se descargue al punto de no poder entregar una corriente igual al de mantenimiento SUS. En el secundario se produce una
corriente que va directo a la compuerta del TRIAC, la cual lo activa. Cabe destacar que la corriente va saliendo de la
compuerta; esto se logra invirtiendo el secundario, esto permite que el TRIAC se dispare en el segundo y tercer cuadrante,
es decir para una corriente negativa y polarización directa e inversa de terminales. Si no se colocara el SUS, los ángulos de
disparos serian diferentes entre los semi-ciclos positivos y negativos de la carga, ya que recordemos que el TRIAC se
enciende dependiendo de la polarización de sus terminales y del sentido de la corriente en su base. Sin embargo, como el
SUS genera un pulso que evita que el TRIAC detecte una curva suave de elevación de corriente y con ello que se dispare
en ángulos diferentes.
[editar]Disparo de SCR
Control de SCR
En este circuito de la figura “Control de SCR” se vuelve a observar la Configuración RC para controlar el tiempo de disparo
del SUS, este al disparase activa el SCR, sin embargo a diferencia del TRIAC este se desactiva para el semi-ciclo negativo,
ya que por la presencia de los diodos solo se disparara el SUS y con ello el SCR para el semi-ciclo positivo.
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[editar]Hoja de datos
A continuación, se presentan los criterios relevantes que podemos encontrar en datasheets de SUS, los valores mostrados
son para la familia 2N4987, 2N4989, 2N4989 y 2N4990 5
Tensión de disparo Vs = 6 a 10V
Corriente en el momento de disparo Is= 0.5 mA
Tensión de Manteamiento VH = aproximadamente 0.7 a 25º C
Corriente de mantenimiento IH = 1.5 mA Max.
Caída de tensión directa (para If = 200mA) = 1.75V
Tensión Inversa VR = 30V
Pico de los impulsos V0=3.5 V min
Temperatura de juntura Tj -65 a 125º C
De estos criterios se observa que este dispositivo opera para bajos valores de corriente y de voltaje, de hecho, la máxima
corriente que este dispositivo maneja no es más de 1 A.