TRANSISTOR DE UNIJUNÇÃO (UJT)
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- Filipe Machado Gabeira
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1 TRANSISTOR DE UNIJUNÇÃO (UJT) OBJETIVOS: Verificar experimentalmente o funcionamento de um transistor de unijunção, através de um oscilador de relaxação. INTRODUÇÃO TEÓRICA O transistor de unijunção (UJT do inglês Uni-junction-Transistor) é um dispositivo de três terminais, cuja construção básica é mostrada na figura abaixo: A placa (lâmina) de silício é levemente dopada com impureza do tipo N, aumentando assim sua característica resistiva, com dois contatos de base ligados nos extremos e um bastão de alumínio ligado à superfície oposta. A junção PN do dispositivo é formada na fronteira entre o bastão de alumínio e a placa de silício N. Note que o bastão de alumínio é juntado na placa de silício em um ponto mais próximo do contato 2 (B 2 ) do que do contato 1. As aplicações destes dispositivos são inúmeras, dentre as quais: osciladores, circuitos de disparo, geradores de dente de serra, etc. O símbolo do transistor de unijunção é mostrado abaixo: A figura a seguir nos mostra um arranjo de polarização típico para um transistor de unijunção: Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 1
2 Entre B 2 e B 1 cria-se uma região de alta resistividade, denominada resistência interbases, representada por R BB. O circuito equivalente é mostrado abaixo: Considerações: a) A resistência R B1 é mostrada como uma resistência variável uma vez que variará de acordo com a intensidade da corrente I E ; em um transistor de unijunção típico R B1 pode variar de 5kΩ para 50Ω. b) R BB é a resistência entre os terminais B 2 e B 1 quando I e = 0; R BB típico para os transistores de unijunção varia de 4kΩ até 10kΩ. R BB = R B1 + R B2 c) R B1 é obtida em função de uma equação em que se considera a taxa de separação intrínseca. Os valores de R B1 e R B2 são determinados pela posição do terminal E (emissor) na lâmina de silício, caracterizando assim a taxa de separação intrínseca a qual é denominada η. Assim: Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 2
3 para I E = 0 podemos então afirmar: para I E = 0 A curva característica de um transistor de unijunção é mostrada a seguir: OPERAÇÃO: V p = valor de pico (ponto de pico da tensão) I p = corrente de pico V v = tensão de vale I v = corrente de vale a) quando V E = V p o potencial V E cairá com o aumento de I E ; nestas condições R B1 diminui; b) a partir do ponto de vale o aumento de I E levará o transistor a saturação; c) desta forma, o ponto ideal de operação do transistor é a região de resistência negativa; nessa região um aumento de I E provoca uma diminuição de V E. OSCILADOR DE RELAXAÇÃO BÁSICO: Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 3
4 O oscilador de relaxação básico é mostrado a seguir: a) C 1 carrega-se através de R 1 (resistência variável); b) ao atingir V p ocorre o disparo; aumenta I E e diminui R B1 ; c) C 1 descarrega-se então através de R B1, fazendo então surgir pulsos entre o ponto C e terra. d) o resistor R 2 tem por finalidade limitar os pulsos. τ = R 1 C 1 (constante de tempo de carga de C 1 ) τ = (R B1 + R 2 ) C 1 (constante de tempo de descarga de C 1 ) Veja a seguir a forma de onda das tensões: Para garantir o disparo: Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 4
5 Para garantir a interrupção: No ponto de vale: I E = I v e V E = V v Exemplo: supondo os valores típicos: V = 30V η = 0,5 V v = 1V I v = 10mA I p = 10µA R BB = 5kΩ V D = 0,5V Calcule os valores máximo e mínimo para R 1. Solução: V p = ηv BB + V D V p = 15,5V V - V p / I p (30-15,5) / = 1,45MΩ > R 1 V - V v / I v (30-1) / = 2,9kΩ < R 1 Desta forma R 1 deverá ter um valor situado entre 2,9kΩ e 1,45MΩ A frequência livre do oscilador é dada pela fórmula: 1 - Monte o circuito a seguir: log e = ln (logaritmo neperiano) PARTE PRÁTICA MATERIAIS NECESSÁRIOS 1 - Fonte de alimentação 0-20V 1 - Módulo de ensaios ELO Multímetro analógico ou digital 1 - Osciloscópio Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 5
6 2 - Ligue os canais do osciloscópio nos pontos A e C (com relação ao terra) e observe as formas de onda. OBS: O trimpot deverá estar totalmente aberto 3 - Meça os valores de V p e V v. 4 - Desenhe em papel milimetrado A4 as formas de onda das tensões observadas nos pontos A e C. 5 - Feche totalmente o trimpot e observe o que ocorre com a frequência das oscilações. Explique o porquê. 6 - Calcule a frequência das oscilações com o trimpot totalmente aberto e totalmente fechado. f (trimpot aberto) = f (trimpot fechado) = QUESTÕES: 1 - O que é ponto de pico? 2 - O que é ponto de vale? Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 6
7 3 - Quando ocorre a saturação em um transistor de unijunção? 4 - O que é região de resistência negativa? Eletrônica Analógica Transistor de unijunção (UJT) Prof. Edgar Zuim Página 7
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