Transistor UJT ( Transistor đơn nối)

 Transistor UJT ( transistor đơn nối)

Transitor UJT hay gọi là diode bazơ kép là một linh kiện chuyển mạch trạng thái rắn 2 lớp, 3 cực (silicon). Linh kiện này có một đặc điểm duy nhất là khi được kích hoạt dòng phát của nó sẽ tăng lại một cách tổng quát (do đặc tính kháng âm) cho đến khi nó bị hạn chế bởi nguồn điện phát. Với chi phí thấp kết hợp với đặc tính độc đáo của nó nên nó được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng. Ví dụ như bộ tạo dao động, bộ tạo xung, bộ tạo răng cưa, mạch kích hoạt, điều khiển pha, mạch thời gian và nguồn cung cấp được điều chỉnh bằng điện áp hoặc dòng điện. Thiết kế các thiết bị công suất cao từ các thiết bị thông thường hấp thụ năng lượng thấp dưới điều điện hoạt động bình thường.

Cấu trúc của UJT

Về cơ bản nó bao gồm một thanh silicon loại N pha tạp nhẹ với một mảnh nhỏ của vật liệu loại P pha tạp nặng được hợp kim ở một bên để tạo ra mối nối P-N. Thanh silicon ở hai đầu có hai tiếp điểm ohmic được chỉ định là cực nền 1 (B1 ) và cực nền 2 (B2) và khu vực loại P được gọi là cực phát (E). Cực phát thường nằm gần cực nền 2 (B2 ) hơn B1 để Linh kiệnkhông đối xứng, vì đối xứng không cung cấp các đặc tính điện tối ưu cho hầu hết các ứng dụng. Dưới đây là kí hiệu, cấu trúc và sơ đồ tương đương của UJT

Cực phát tạo với với đường thẳng đứng 1 góc biểu thị cho chất bán dẫn loại N và điểm đầu mũi tên theo hướng của dòng điện thông thường khi Linh kiệnhoạt động hoặc ở trạng thái dẫn.

Một UJT khác được hình thành bằng cách khuếch tán cực E loại N trên cực B loại P. Ngoại trừ các cực của điện áp và dòng điện, các đặc tính của UJT này hoàn toàn giống với các cực của UJT thông thường.

Các đặc tính của UJT

-Linh kiện chỉ có một điểm nối vì vậy nó được gọi là linh kiện không có chức năng.

-Linh kiện có một điểm nối P-N khá giống với diode nhưng khác với  diode thông thường vì nó có ba cực.

-Cấu trúc của UJT khá giống với cấu trúc của JFE kênh N. Sự khác biệt chính là vật liệu loại P (cổng) bao quanh vật liệu loại N (kênh) trong trường hợp JFE và bề mặt cổng của JFE lớn hơn nhiều so với đường giao nhau của UJT.

-Trong UJT cực phát bị pha tạp nặng trong khi vùng N bị pha tạp nhẹ, do đó điện trở giữa các cực gốc tương đối cao, thường là 4 đến 10KΩ khi cực phát mở.

-Thanh silicon loại N có điện trở cao và điện trở giữa cực phát và cực nền 1 (B1) lớn hơn so với cực phát và cực B2. Bởi vì cực phát gần với cực B2 hơn cực B1.

-UJT phân cực thuận ở cực E trong khi JFET thường hoạt động với cổng G phân cực ngược.

-UJT không có khả năng khuếch đại nhưng nó có khả năng điều khiển công suất xoay chiều lớn với tín hiệu nhỏ. Nó thể hiện một đặc tính kháng âm và do đó nó có thể được sử dụng như một bộ tạo dao động.

Nguyên tắc hoạt động

Giả sử điện áp cung cấp cực phát VE được giảm xuống bằng không, sau đó điện áp bên trong phân cực ngược các diode phát. Nếu VB là điện áp ngưỡng của diode phát thì  tổng điện áp phân cực ngược là VA+ VB =  VBB + VB . Cho silicon = 0,7 V.

Bây giờ để điện áp cung cấp cực phát VE tăng từ từ. Khi VE bằng VB thì IE0 sẽ giảm về không. Với các mức điện áp bằng nhau ở mỗi bên của diode, dòng điện không đảo ngược cũng không chuyển tiếp. Khi điện áp cung cấp cực phát tăng hơn nữa, diode sẽ bị phân cực thuận ngay khi vượt quá tổng điện áp phân cực ngược (VBB + VB). Giá trị này của emitter VE  được gọi là điện áp đỉnh và được ký hiệu là VP . Khi VE = VP , dòng phát  bắt đầu chảy qua RB1 xuống đất. Đây là dòng tối thiểu để UJT dẫn. Ip tỷ lệ nghịch với điện áp VBB. Bây giờ khi diode phát bắt đầu hoạt động, các hạt mang điện được đưa vào vùng RB của thanh. Do điện trở của vật liệu bán dẫn phụ thuộc vào pha tạp, nên điện trở của vùng RB giảm nhanh do có thêm các hạt mang điện (lỗ). Với sự giảm điện trở này, điện áp rơi trên RB cũng giảm, làm cho diode phát bị lệch về phía trước nhiều hơn. Điều này dẫn đến dòng điện phía trước lớn hơn do đó nhiều hạt mang điện hơn được đưa vào khiến cho điện trở của vùng RB vẫn giảm hơn nữa. Do đó, dòng phát tiếp tục tăng cho đến khi nó bị giới hạn bởi nguồn cung cấp năng lượng phát. Vì VA giảm khi tăng dòng phát nên UJT được cho là có đặc tính kháng âm. Người ta thấy rằng tại cực nền B2 chỉ được sử dụng VBB- điện áp bên ngoài trên nó. Cực E và B1 là 2 cực hoạt động. UJT thường được kích hoạt dẫn truyền bằng cách kích xung dương phù hợp cho bộ phát và được tắt bằng cách kích một xung âm.

 Nguồn: http://www.circuitstoday.com/ujt-uni-junction-transistors