Eletrônica Industrial
Aula05:  Transistor Unijunção  (UJT)

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Transistor Unijunção(UJT)

É um dispositivo semicondutor com três terminais e uma junção, Fig1. É basicamente uma barra de material N (P no complementar) na qual existe uma ilha de material P.

            Fig1: Transistor unijunção

Um dos terminais é chamado de  emissor (E) e  é de material tipo P. Entre as extremidades da barra existem dois terminais,  a base 2 (B2)  e a Base1 (B1). Entre essas extremidades  o dispositivo apresenta uma resistência ôhmica chamada resistência interbases (R_BB)  cujo valor está compreendido entre 5K e 10K. Entre  B2 e a junção existe uma resistência  R_b2 e entre  a junção e B1 uma resistência R_b1. A soma dessas duas resistências é igual a R_BB=  R_b1 + R_b2. O circuito equivalente e a polarização do UJT estão indicados na Fig2.

                                         ( a )                                                        ( b )

Fig2: ( a ) Polarização e ( b ) circuito equivalente do UJT

Na Fig2b   enquanto  V_E  < 0,7 + V_Rb1      o UJT estará cortado, pois o diodo está reversamente polarizado.

h é outro parâmetro do UJT chamado de razão intrínseca de disparo. 
Tipicamente   o valor  de  h (eta) está compreendido entre 0,5 e  0,8.

Quando  V_E = 0,7 + h.V_BB = V_P = tensão no ponto de pico, o diodo fica polarizado diretamente e o UJT  dispara. O termo disparo é usado por analogia  ao disparo de uma arma, significando uma mudança brusca de condição. A explicação física  para o disparo  é dada pela realimentação positiva  interna. Após ter disparado, o UJT só voltará a cortar novamente quando a tensão de emissor cair abaixo de um valor crítico chamado tensão de vale, V_V.  Abaixo da tensão de vale a junção volta a ficar polarizada reversamente novamente. A Fig3 mostra  a curva característica de um UJT, indicando os principais pontos (ponto de pico e ponto de vale) e as tres regiôes de operação  (Corte, saturação e região de resistencia negativa).

Fig3: Curva característica de entrada

Oscilador de Relaxação

Uma das principais aplicações do UJT é como oscilador de relaxação. Na Fig4a quando a alimentação é ligada a primeira vez, o capacitor  se encontra descarregado, logo   V_C = V_E = 0, portanto o UJT estará cortado ( I_E =0). Nessas condições o capacitor  começa a se carregar através de R, tendendo a tensão nele para +V_CC com constante de tempo  t = R.C. 
Quando  V_C = V_P = = 0,7V+  h.V_BB o UJT dispara  fazendo o capacitor se descarregar através do UJT e da resistência R_B1. Quando V_C cair abaixo de V_V o UJT corta e C volta a se carregar , e o ciclo se repete.

Gerador de Dente de Serra

É um circuito derivado do oscilador anterior. Da teoria de circuito sabemos que  se um capacitor se carrega através de uma corrente constante I, a tensão em C varia linearmente com  o tempo de acordo com a expressão

Quanto maior o valor da corrente (fixado C), mais rapidamente se carregará o capacitor. Por outro lado se aumentarmos o valor de C levará mais tempo para carregar C. A inclinação da reta na Fig5b depende da relação entre  a corrente que carrega o capacitor e o valor do mesmo.

                  Fig5: Carga de capacitor por corrente constante

O circuito  é basicamente o mesmo da Fig4a, a diferença é que a corrente que carrega o capacitor nesse caso é constante, sendo igual à corrente de coletor (I_C).

                                              ( a )                                                                     ( b )

Fig6: Gerador dente de serra ( a ) circuito com transistor ( b ) circuito com fonte de corrente ideal

No circuito da Fig6.a, o transistor, R₁, R₂ e R simulam uma fonte de corrente constante, desta forma a carga de C é linear. Quando V_C atingir Vp, o UJT dispara e C se descarrega bruscamente, e quando V_C for menor do que V_V o UJT volta ao corte  e o ciclo recomeça.  A Fig6b mostra  a forma de onda da tensão no capacitor.

Fig7: Forma de onda da tensão no capacitor (Dente de serra) no circuito da fig6

Exercícios Propostos

1. Para o circuito pede-se : a) Desenhar os gráficos de V_C(t) e V_RB1(t)      b) frequência de oscilação

2. Com relação ao circuito pede-se : Valor da razão intrinseca de disparo   b) Valor de  R   c) Frequencia  de oscilação

3. Dado o circuito e a forma de onda no capacitor, pede-se:

a) Razão intrínseca de disparo    b) Valor de R que faz o circuito oscilar em 15KHz.

4. Para o circuito calcular o período, a freqüência de oscilação e desenhar  o gráfico de V_C(t).