UJT – Unijunction Transistor (Tranzystor Unijunkcyjny)
UJT, czyli unijunction transistor, to specyficzny typ tranzystora półprzewodnikowego, który odgrywa ważną rolę w układach elektronicznych, zwłaszcza tam, gdzie potrzebne są precyzyjne generatory impulsów, oscylatory oraz układy czasowe. Dziś chciałbym przybliżyć Ci działanie UJT, jego budowę oraz zastosowania, tak abyś mógł lepiej zrozumieć, dlaczego mimo swojego prostego wyglądu, jest nieoceniony w elektronice analogowej.
Budowa i zasada działania UJT
Tranzystor unijunkcyjny różni się od klasycznych tranzystorów bipolarnych i polowych. Składa się z jednej warstwy półprzewodnikowej typu p wtopionej w półprzewodnik typu n, tworząc jeden złącze p-n – stąd nazwa „unijunction” (jedno złącze). Dodatkowo posiada trzy elektrody: emiter (E) oraz dwa bazy (B1 i B2). Przez ten prosty układ przepływa prąd, który pozwala na generowanie charakterystycznych impulsów.
Działanie UJT opiera się na zjawisku negatywnej rezystancji – gdy napięcie na emiterze przekroczy pewien próg, następuje gwałtowny wzrost prądu, a tranzystor przełącza się w stan przewodzenia. Ten efekt jest wykorzystywany do sterowania impulsami w układach generujących oscylacje.
Zastosowania UJT
- Generatory impulsów i układy czasowe – UJT jest często stosowany jako element wyzwalający impulsy o precyzyjnym czasie trwania.
- Oscylatory relaksacyjne – wykorzystujące właściwość negatywnej rezystancji do generowania fali prostokątnej lub trójkątnej.
- Układy sterowania silnikami – np. w regulatorach prędkości, gdzie potrzebna jest precyzyjna kontrola czasu załączenia.
- Przetwornice i układy impulsowe – działanie UJT pomaga w generowaniu sygnałów sterujących tranzystorami mocy.
Charakterystyka elektryczna i parametry
Typowy wykres charakterystyki UJT pokazuje napięcie emitera względem prądu emitera. Przed osiągnięciem napięcia progowego (Vp) prąd płynie bardzo słabo. Po przekroczeniu tego progu, wzrost prądu jest gwałtowny, a napięcie emitera spada. Dzięki temu można uzyskać stabilne i powtarzalne impulsy sterujące. Warto zwrócić uwagę na parametry takie jak napięcie progowe, prąd emiterowy, oraz oporność bazy, które wpływają na pracę urządzenia w układzie.
Przykładowy układ z UJT
W klasycznym układzie generatora impulsów UJT współpracuje z kondensatorem i rezystorem, które określają częstotliwość generowanych impulsów. Kondensator ładuje się przez rezystor aż do napięcia progowego UJT, po czym tranzystor wyzwala szybki impuls i kondensator się rozładowuje. Ten proces powtarza się cyklicznie, tworząc powtarzalny sygnał wyjściowy.
Różnice między UJT a innymi tranzystorami
W przeciwieństwie do tranzystorów bipolarnych, UJT nie służy do wzmacniania sygnałów, a raczej do ich generowania i przełączania. Nie posiada też trzech warstw półprzewodnikowych, a jedną warstwę typu p i obszar typu n, co nadaje mu unikalne właściwości. Dlatego UJT jest bardziej elementem sterującym niż wzmacniającym.
Jeśli kiedykolwiek zajmowałeś się układami generatorów, prawdopodobnie spotkałeś się również z tyrystorami lub tranzystorami MOSFET. Podczas gdy UJT doskonale nadaje się do generacji impulsów w niskiej częstotliwości, tyrystory często wykorzystuje się do sterowania dużą mocą. Jutro przyjrzymy się właśnie tyrystorom i ich zastosowaniom w układach mocy, co pozwoli Ci zrozumieć, jak różne półprzewodniki współpracują w bardziej złożonych systemach elektronicznych.
