LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE LA COSTA – CUC .
TRANSISTOR DE UNIJUNTURA (UJT) José Andrés Cepeda Masson 1 Alejandra Alejandra Palacio Palacio de Moya2 Edgar David Martínez Molina 3 José Darío Roca Mesino 4 Andrés Camilo Camilo Gonzales Gonzales Borja 5 RESUMEN: En Este informe se hablara sobre la función de un transistor de unjutura UJT, se detallarán sus funciones, ya que el funcionamiento de un UJT es muy similar al de un SCR. Este dispositivo a través de la relación de la tensión de emisor (VE) con la corriente de emisor (IE). Se definen dos puntos críticos: punto de pico o peak point (Vp, Ip) y punto de valle o valley-point (Vv, Iv), ambos verifican la condición de dVE/dIE = 0. Se realizaron una serie de circuitos en el simulador de multisim en donde se analizó el funcionamiento en conjunto de cada comportamiento. Mostraremos pantallazos de lo realizado. Gracias a la compresión de esta experiencia de UJT se alcanzó a comprender como utilizarlo de la mejor forma. Por ultimo mostraremos conclusiones claves con respecto a lo aprendido en la clase de Electrónica de potencia.
2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL
Analizar el el comportamiento comportamiento de un UJT en un un circuito determinado. 2.2 OBJETIVO ESPECÍFICOS
Determinar con experimentos características del emisor.
PALABRAS CLAVE: Transistor, dispositivo,
las
Disparar un SCR con oscilador de relajación basado en un UJT
3 MARCO TEORICO
UJT.
1 INTRODUCCIÓN
Este dispositivo se utiliza, fundamentalmente, como generador de pulsos de disparo para SCR y TRIACs.
Como introducción comenzaremos hablando un poco de lo que muchos se preguntan al ver un UJT como cuál es su funcionamiento funcionamient o o como usarlo correctamente. Empezaremos definiéndolo con un concepto El transistor monojuntura (UJT, unijunction transistor) es un dispositivo de conmutación del tipo ruptura. Sus características lo hacen muy útil en muchos circuitos industriales, incluyendo temporizadores, osciladores, generadores de onda, y más importante aún, en circuitos de control de puerta para SCR y TRIACs. Desde el punto de vista del funcionamiento, no hay similitud entre el emisor de un UJT y el emisor de un transistor bipolar. En realidad, los nombres de las terminales obedecen a su funcionamiento interno, el cual considera la acción de los portadores de carga.
El UJT es un componente que posee tres terminales: dos bases y un emisor, tal como se muestra en la siguiente figura:
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Transistor de unijuntura (UJT)
en el circuito equivalente a R1; es decir, en el divisor de tensión se cumplirá que:
En la figura se puede apreciar la constitución de un UJT, que en realidad está compuesto solamente por dos cristales. Al cristal P se le contamina con una gran cantidad de impurezas, presentando en su estructura un número elevado de huecos. Sin embargo, al cristal N se le dopa con muy pocas impurezas, por lo que existen muy pocos electrones libres en su estructura. Esto hace que la resistencia entre las dos bases RBB sea muy alta cuando el diodo del emisor no conduce. Para entender mejor cómo funciona este dispositivo, vamos a valernos del circuito equivalente de la figura siguiente:
E cuación V1
Si llamamos η=R1/RBB, queda: V1 = η VBB.
la
ecuación
El término η representa la relación intrínseca existente entre las tensiones V1 y VBB.
Así, por ejemplo, si un UJT posee una relación intrínseca característica igual a 0,85 y queremos determinar la tensión que aparecerá entre el terminal de emisor y la base 1 al aplicar 12V entre bases, bastará con operar de la siguiente forma:
Segunda Ecuación V1 Al valor de V1 se le conoce como tensión intrínseca, y es aquélla que hay que aplicar para que el diodo comience a conducir. En nuestro ejemplo, si aplicamos una tensión de 8V al emisor, éste no conducirá, ya que en el cátodo del diodo D existe un potencial positivo de 10,2V correspondiente a la tensión intrínseca, por lo que dicho diodo permanecerá polarizado inversamente. Sin embargo, si aplicamos una tensión superior a 10,9V (los 10,2V de V1 más 0,7V de la tensión de barrera del diodo D), el diodo comenzará a conducir, produciéndose el disparo o encendido del UJT. En resumen, para conseguir que el UJT entre en estado de conducción es necesario aplicar al emisor una tensión superior a la intrínseca.
Circuito equivalente del UJT R1 y R2 equivalen a la resistencia de los tramos de cristal N comprendidos entre los terminales de las bases. El diodo D equivale a la unión formada por los cristales P-N entre el terminal del emisor y el cristal N. Mientras el diodo del emisor no entre en conducción, la resistencia entre bases es igual a:
Una vez que conseguimos que el diodo conduzca, por efecto de una tensión de polarización directa del emisor respecto a la base 1, los portadores mayoritarios del cristal P (huecos) inundan el tramo de cristal de tipo N comprendido entre el
Ecuación Rbb Si en estas condiciones aplicamos una tensión de alimentación VBB entre las dos bases, la tensión que aparece entre el emisor y la base será la que corresponda
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emisor y dicha base (recordar que el cristal P está fuertemente contaminado con impurezas y el N débilmente). Este efecto produce una disminución repentina de la resistencia R1 y, con ella, una reducción de la caída de tensión en la base 1 respecto del emisor, lo que hace que la corriente de emisor aumente considerablemente.
Curva característica de un UJT
Mientras la corriente de emisor sea superior a la de mantenimiento (Iv), el diodo permanecerá en conducción como si de un biestable se tratase. Esta corriente se especifica normalmente en las hojas de características y suele ser del orden de 5mA.
Fuente de Alimentación. Equipo de Osciloscopio Resistencias: 200, 1000, 5100 (Ohmios) Potenciómetro de 5K (ohmios) Transformador de potencia 120 V, 25V (primario) a 1 A (secundario) SCR 2N1596 UJT 2N2160;1N4746
Circuito 1:
En la figura de la derecha, se muestra el aspecto de una de las curvas características de un UJT. Vp (punto Q1) nos indica la tensión pico que hay que aplicar al emisor para provocar el estado de encendido del UJT (recordar que Vp = V1 + 0,7). Una vez superada esta tensión, la corriente del emisor aumenta (se hace mayor que Ip), provocándose el descebado del UJT cuando la corriente de mantenimiento es inferior a la de mantenimiento Iv (punto Q2).
5. ANEXOS Una de las aplicaciones del UJT más común es como generador de pulsos en diente de sierra. Estos pulsos resultan muy útiles para controlar el disparo de la puerta de TRIACS y SCR. En la siguiente figura, se muestra el esquema de uno de estos circuitos.
4 DESARROLLO EXPERIMENTAL Como primero mostraremos los materiales utilizados en la experiencia del transistor UJT
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disparo
de
un
un
SCR.
Mediante este circuito controlamos la velocidad de un motor serie (o de cualquier otro tipo de carga: estufas, lámparas, etc) gracias a la regulación de la corriente que realiza sobre medio ciclo del SCR. Para controlar la velocidad del motor, basta con modificar la frecuencia de los pulsos en dientes de sierra, lo cual se consigue variando el valor del potenciómetro RS .
Generados de pulso en diente de sierra mediante UJT Su funcionamiento es como sigue: Al aplicar una tensión VCC al circuito serie RC, formado por la resistencia variable RS y el condensador CS, dicho condensador comienza a cargarse. Como este condensador está conectado al emisor, cuando se supere la tensión intrínseca, el UJT entrará en conducción. Debido a que el valor óhmico de la resistencia R1 es muy pequeño, el condensador se descargará rápidamente, y en el terminal de B1 aparecerá un impulso de tensión. Al disminuir la corriente de descarga del condensador, sobre el emisor del UJT, por debajo de la de mantenimiento, éste se desceba y comienza otro nuevo ciclo de carga y descarga del condensador. Así, se consigue que en el terminal de la base 1 aparezca una señal pulsante en forma de diente de sierra, que puede utilizarse para controlar los tiempos de disparo de un SCR o de un TRIAC. Para regular el tiempo de disparo es suficiente con modificar el valor óhmico de la resistencia variable RS, ya que de ésta depende la constante de tiempo de carga del condensador. Control de velocidad mediante SCR y UJT
de
5 CONCLUSIONES Como conclusión sobre el UJT podemos decir que El transistor de uni-unión (unijunction transistor) o UJT está constituido por dos regiones contaminadas con tres terminales externos: dos bases y un emisor. Otra conclusión que podemos mencionar es que el transistor de unijuntura es un tipo de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras. Tiene tres terminales denominados emisor (E), base uno (B1) y base dos (B2). Está formado por una barra semiconductora tipo N, entre los terminales B1B2, en la que se difunde una región tipo P+, el emisor, en algún punto a lo largo de la barra, lo que determina el valor del parámetro stand off ratio, conocido como razón de resistencias o factor intrínseco
BIBLIOGRAFIA
monitor
[1] Definición de rectificador. Marco Teórico [Disponible – Online] Web: http://rabfis15.uco.es/transistoresweb/Tutorial_ General/transistoresUJT.html
En la siguiente figura, se muestra una típica aplicación del generador de pulsos de diente de sierra con UJT para controlar el
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[2] Aplicaciones de un UJT. Anexo [DisponibleOnline] Web: http://rabfis15.uco.es/transistoresweb/Tutorial _General/transistoresUJT.html
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