यूनीजेशन ट्रांजिस्टर (UJT) - व्यापक ट्यूटोरियल

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एक unijunction ट्रांजिस्टर एक 3 टर्मिनल सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो BJT के विपरीत केवल एक pn जंक्शन है। यह मूल रूप से डिजिटल-सर्किट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त स्पंदित संकेतों को उत्पन्न करने के लिए एकल-चरण थरथरानवाला सर्किट के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यूजेटी रिलैक्सेशन ऑसिलेटर सर्किट

यूनीजेशन ट्रांजिस्टर को आमतौर पर एक विश्राम दोलक के रूप में वायर्ड किया जा सकता है जैसा कि निम्नलिखित बुनियादी सर्किट में दिखाया गया है।



UJT का उपयोग करके विश्राम थरथरानवाला सर्किट

यहाँ घटक RT और CT समय तत्वों की तरह काम करते हैं और UJT सर्किट की आवृत्ति या दोलन दर निर्धारित करते हैं।

दोलन आवृत्ति की गणना के लिए हम निम्नलिखित सूत्र का उपयोग कर सकते हैं, जिसमें चाल शामिल है unijunction ट्रांजिस्टर आंतरिक स्टैंड-ऑफ अनुपात दोलन दालों के निर्धारण के लिए आरटी और सीटी के साथ एक पैरामीटर के रूप में।



एक विशिष्ट यूजेटी डिवाइस के लिए स्टैंड-ऑफ अनुपात का मानक मूल्य 0.4 और 0.6 के बीच है । इस प्रकार के मूल्य पर विचार करना = 0.5, और इसे उपर्युक्त समीकरण में प्रतिस्थापित करते हुए:

जब आपूर्ति चालू हो जाती है, तो प्रतिरोध आरटी के माध्यम से वोल्टेज संधारित्र सीटी को आपूर्ति स्तर VBB की ओर ले जाता है। अब, स्टैंड-ऑफ वोल्टेज वीपी को बीजे - बी 2 भर में यूजेटी स्टैंड-ऑफ अनुपात के साथ मिलकर निर्धारित किया जाता है। as: वीपी = VB1VB2 - वीडी।

इतने लंबे समय तक संधारित्र में वोल्टेज वीई वीपी से कम रहता है, बी 1 भर में यूजेटी टर्मिनलों, बी 2 एक खुला सर्किट प्रदर्शित करता है।

लेकिन पल भर में सीटी भर में वोल्टेज वीपी से आगे निकल जाता है, एकतरफा ट्रांजिस्टर आग लगाता है, जल्दी से संधारित्र का निर्वहन करता है, और एक नया चक्र शुरू करता है।

UJT के फायरिंग उदाहरण के दौरान, आर 1 के आर-पार बढ़ने की संभावना, और आर 2 के पार जाने की संभावना के परिणामस्वरूप परिणाम निकलते हैं।

UJT के उत्सर्जक पर परिणामी तरंग एक sawtooth संकेत पैदा करता है, जो B2 पर एक सकारात्मक-क्षमता को प्रदर्शित करता है, और UJT के B1 लीड पर एक नकारात्मक-क्षमता जा रहा है

अनुप्रयोग ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर के क्षेत्र

निम्नलिखित मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र हैं जहां पर अनवीजेंस ट्रांजिस्टर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

  • ट्रिगर सर्किट
  • दोलन सर्किट
  • वोल्टेज / वर्तमान विनियमित आपूर्ति।
  • टाइमर आधारित सर्किट,
  • Sawtooth जेनरेटर,
  • चरण नियंत्रण सर्किट
  • बिस्टेबल नेटवर्क

मुख्य विशेषताएं

आसानी से सुलभ और सस्ता : कुछ असाधारण विशेषताओं के साथ UJTs की सस्ती कीमत और आसान उपलब्धता ने कई इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में इस उपकरण का व्यापक कार्यान्वयन किया है।

कम बिजली की खपत : सामान्य काम करने की परिस्थितियों में उनके कम बिजली की खपत की विशेषता के कारण, डिवाइस को यथोचित कुशल उपकरणों को विकसित करने के निरंतर प्रयास में एक अविश्वसनीय सफलता के रूप में माना जाता है।

अत्यधिक स्थिर विश्वसनीय संचालन : जब एक थरथरानवाला के रूप में या ट्रिगर सर्किट में देरी के रूप में उपयोग किया जाता है, तो यूजेटी अत्यधिक विश्वसनीयता और एक अत्यंत सटीक आउटपुट प्रतिक्रिया के साथ काम करता है।

यूनिजेक्शन ट्रांजिस्टर बेसिक कंस्ट्रक्शन

Unijunction ट्रांजिस्टर (UJT): बुनियादी निर्माण

आकृति 1

UJT एक तीन-टर्मिनल सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो उपरोक्त आकृति में दर्शाए गए अनुसार एक साधारण निर्माण को शामिल करता है।

इस निर्माण में, मामूली डॉप्ड एन-टाइप सिलिकॉन सामग्री (बढ़ी हुई प्रतिरोध विशेषता वाले) का एक ब्लॉक एक सतह के दो सिरों से जुड़े आधार संपर्कों की एक जोड़ी प्रदान करता है, और एक एल्यूमीनियम रॉड विपरीत रियर सतह पर मिश्र धातु।

डिवाइस का पी-एन जंक्शन एल्यूमीनियम रॉड और एन-टाइप सिलिकॉन ब्लॉक की सीमा पर बनाया गया है।

यह इसलिए गठित सिंगल p-n जंक्शन है जो डिवाइस के नाम 'अनइजंक्शन' का कारण है। । डिवाइस को शुरू में के रूप में जाना जाता था डुओ (डबल) बेस डायोड आधार संपर्कों की एक जोड़ी की घटना के कारण।

ध्यान दें कि ऊपर की आकृति में कि एल्यूमीनियम रॉड को आधार 1 संपर्क की तुलना में बेस 2 संपर्क के अधिक निकट की स्थिति में सिलिकॉन ब्लॉक पर फ्यूज / मर्ज किया गया है, और आधार 1 टर्मिनल के संबंध में बेस 2 टर्मिनल भी सकारात्मक हो गया है VBB वोल्ट द्वारा। ये पहलू यूजेटी के कामकाज को कैसे प्रभावित करते हैं, यह निम्नलिखित वर्गों में स्पष्ट होगा

प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व

नीचे की छवि में यूनिजेशन ट्रांजिस्टर का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व देखा जा सकता है।

यूजेटी का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व

चित्र 2

गौर करें कि एमिटर टर्मिनल को सीधी रेखा के कोण के साथ दिखाया गया है जो एन-टाइप सामग्री के ब्लॉक को दर्शाता है। तीर का सिर ठेठ वर्तमान (छेद) प्रवाह की दिशा में निर्देशन करते हुए देखा जा सकता है, जबकि unijunction डिवाइस आगे-बायस्ड, ट्रिगर, या कंडक्टिंग कंडीशन में है।

Unijunction Transistor Equivalent सर्किट

यूजेटी समकक्ष सर्किट।

चित्र तीन

ऊपर दिखाए गए चित्र में समतुल्य UJT सर्किट को देखा जा सकता है। हम पा सकते हैं कि यह समतुल्य सर्किट कितना सरल प्रतीत होता है, जिसमें प्रतिरोधों के एक जोड़े (एक निश्चित, एक समायोज्य) और एक ठोस डायोड शामिल हैं।

प्रतिरोध RB1 को एक समायोज्य अवरोधक के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, इसके मूल्य को वर्तमान IE परिवर्तनों के रूप में बदल दिया जाएगा। वास्तव में, किसी भी ट्रांजिस्टर में जो एक अनइजंक्शन का प्रतिनिधित्व करता है, RB1 0 से 50 = μA के IE के किसी भी समान परिवर्तन के लिए 5 kΩ से 50 to तक उतार-चढ़ाव हो सकता है। इंटरबेस रेजिस्टेंस RBB IE = 0. फॉर्मूला में इसके लिए टर्मिनलों B1 और B2 के बीच डिवाइस के प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है,

RBB = (RB1 + RB2) | IE = 0

RBB की सीमा सामान्य रूप से 4 और 10 k के भीतर है। पहले आंकड़े में दिखाया गया एल्यूमीनियम रॉड प्लेसमेंट आरबी 1, आरबी 2 के सापेक्ष परिमाण प्रदान करता है जब IE = 0. हम वोल्टेज-विभक्त कानून का उपयोग करके वीआरबी 1 (जब आईई = 0) के मूल्य का अनुमान लगा सकते हैं, जैसा कि नीचे दिया गया है:

VRB1 = (RB1 x VBB) / (RB1 + RB2) = BVBB (IE = 0 के साथ)

यूनानी अक्षर (एटा) को यूनिजंक्शन ट्रांजिस्टर डिवाइस के आंतरिक स्टैंड-ऑफ अनुपात के रूप में जाना जाता है और इसके द्वारा परिभाषित किया जाता है:

η = RB1 / (RB1 + RB2) (IE = 0 के साथ) = RB1 / RB2

डायोड के आगे वोल्टेज ड्रॉप वीडी (0.35 → 0.70 वी) द्वारा वीआरबी 1 (= BVBB) की तुलना में संकेतित एमिटर वोल्टेज (वीई) के लिए, डायोड चालू हो जाएगा। आदर्श रूप से हम शॉर्ट-सर्किट स्थिति को मान सकते हैं, जैसे कि IE आरबी 1 के माध्यम से आचरण करना शुरू कर देगा। समीकरण के माध्यम से, उत्सर्जक वोल्टेज के स्तर को निम्न के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

VP = ηVBB + VD

मुख्य अभिलक्षण और कार्य

VBB = 10 V के लिए एक प्रतिनिधि unijunction ट्रांजिस्टर की विशेषताओं को नीचे दिए गए आंकड़े में दर्शाया गया है।

UJT स्थिर एमिटर-विशेषता वक्र

चित्र # 4

हम देख सकते हैं कि, शिखर बिंदु के बाईं ओर इंगित उत्सर्जक क्षमता के लिए, IE मान कभी भी IEO (जो माइक्रोएम्पर्स में है) से अधिक नहीं है। वर्तमान IEO कमोबेश पारंपरिक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के रिवर्स रिसाव वर्तमान ICO का अनुसरण करता है।

इस क्षेत्र को कटऑफ क्षेत्र के रूप में जाना जाता है, जैसा कि अंजीर में भी संकेत दिया गया है।

जैसे ही प्रवाहकत्त्व वीई = वीपी पर प्राप्त होता है, एमआई संभावित वृद्धि के रूप में एमिटर क्षमता वीई घट जाती है, जो कि वर्तमान आईई को बढ़ाने के लिए घटते प्रतिरोध आरबी 1 के अनुसार ठीक है, जैसा कि पहले बताया गया है।

उपरोक्त विशेषता एक अत्यधिक स्थिर नकारात्मक प्रतिरोध क्षेत्र के साथ एक ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर प्रदान करती है, जो डिवाइस को काम करने और अत्यधिक विश्वसनीयता के साथ लागू करने में सक्षम बनाती है।

उपरोक्त प्रक्रिया के दौरान, घाटी बिंदु को अंतिम रूप से प्राप्त होने की उम्मीद की जा सकती है, और इस सीमा से परे IE में किसी भी वृद्धि से डिवाइस को संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश करने का कारण बनता है।

आंकड़ा # 3 एक समान विशेषताओं वाले दृष्टिकोण के साथ एक ही क्षेत्र में एक डायोड समकक्ष सर्किट दिखाता है।

सक्रिय क्षेत्र में डिवाइस के प्रतिरोध मूल्य में गिरावट डिवाइस के फायरिंग होते ही पी-टाइप एल्यूमीनियम रॉड द्वारा एन-प्रकार ब्लॉक में इंजेक्ट किए गए छेद के कारण होती है। इसके परिणामस्वरूप एन-प्रकार अनुभाग पर छेदों की मात्रा में वृद्धि होती है, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होती है, जिससे डिवाइस में एक बढ़ी हुई चालकता (G) होती है, जिसके प्रतिरोध में बराबर कमी (R ↓ = 1 / G in) होती है

महत्वपूर्ण पैरामीटर

आपको एक अपरिमेय ट्रांजिस्टर से जुड़े तीन अतिरिक्त महत्वपूर्ण पैरामीटर मिलेंगे जो आईपी, वीवी और आईवी हैं। ये सभी आंकड़े # 4 में दर्शाए गए हैं।

ये वास्तव में समझने में काफी आसान हैं। सामान्य रूप से विद्यमान एमिटर की विशेषता नीचे दिए गए # 5 आंकड़े से सीखी जा सकती है।

चित्र # 5

यहाँ हम यह देख सकते हैं कि IEO (μA) ध्यान देने योग्य नहीं है क्योंकि क्षैतिज पैमाने को मिलीपरिस में कैलिब्रेट किया जाता है। वर्टिकल एक्सिस को काटते हुए प्रत्येक वक्र VP के संगत परिणाम हैं। Constant और VD के निरंतर मूल्यों के लिए, VPB के अनुसार VP मान बदलता है, जैसा कि नीचे दिया गया है:

यूनीजेशन ट्रांजिस्टर डेटशीट

UJT के लिए तकनीकी चश्मे की एक मानक श्रेणी नीचे चित्रा # 5 से सीखी जा सकती है।

UJT डेटाशीट और पिनआउट कॉन्फ़िगरेशन

UJT पिनआउट विवरण

पिनआउट विवरण उपरोक्त डेटाशीट में भी शामिल है। ध्यान दें कि आधार टर्मिनल बी 1 तथा बी 2 एक दूसरे के विपरीत स्थित हैं जबकि एमिटर पिन है इन दोनों के बीच केंद्र में स्थित है।

इसके अलावा, बेस पिन जिसे उच्च आपूर्ति स्तरों के साथ जोड़ा जाना चाहिए, पैकेज के कॉलर पर ऑफ शूट के पास स्थित है।

एक एससीआर को ट्रिगर करने के लिए एक यूजेटी का उपयोग कैसे करें

UJT का एक अपेक्षाकृत लोकप्रिय अनुप्रयोग SCR जैसे पावर डिवाइस को ट्रिगर करने के लिए है। इस प्रकार के ट्रिगर सर्किट के मूलभूत घटकों को नीचे दिखाए गए चित्र # 6 में दर्शाया गया है।

चित्र # 6: UJT का उपयोग करके SCR को ट्रिगर करना

किसी बाहरी उपकरण जैसे SCR के लिए ट्रिगर के लिए UJT लोड लाइन

चित्र # 7: SCR जैसे बाहरी उपकरण के लिए ट्रिगर के लिए UJT लोड लाइन

मुख्य समय घटक आर 1 और सी द्वारा निर्मित होते हैं, जबकि आर 2 आउटपुट ट्रिगर वोल्टेज के लिए पुल डाउन रेसिस्टर्स की तरह काम करता है।

R1 की गणना कैसे करें

रोकनेवाला R1 की गणना इस बात की गारंटी के लिए की जाती है कि R1 द्वारा परिभाषित लोड लाइन नकारात्मक प्रतिरोध क्षेत्र के भीतर डिवाइस की विशेषताओं के माध्यम से यात्रा करती है, जिसका अर्थ है, चरम बिंदु के दाईं ओर लेकिन घाटी बिंदु के बाईं ओर जैसा कि संकेत दिया गया है अंजीर # 7।

यदि लोड लाइन शिखर बिंदु के दाईं ओर पार करने में सक्षम नहीं है, तो unijunction डिवाइस स्टार्ट नहीं हो सकता है।

R1 फॉर्मूला, जो स्विच ऑन कंडीशन की गारंटी देता है, एक बार निर्धारित किया जा सकता है जब हम पीक पॉइंट को ध्यान में रखते हैं, जहाँ IR1 = IP और VE = VP। समीकरण IR1 = IP तर्कसंगत दिखता है क्योंकि इस बिंदु पर संधारित्र का आवेश धारा शून्य है। मतलब, इस विशिष्ट बिंदु पर संधारित्र एक चार्जिंग के माध्यम से एक निर्वहन स्थिति में स्थानांतरित हो रहा है।

उपरोक्त शर्त के लिए हम इसलिए लिख सकते हैं:

UJT के साथ SCR जैसे बाहरी उपकरण के लिए ट्रिगर का सूत्र

वैकल्पिक रूप से, पूर्ण एससीआर बंद करने की गारंटी देने के लिए:

आर 1> (वी - वीवी) / आईवी

तात्पर्य यह है कि रोकनेवाला R1 की चयन सीमा को नीचे दिए गए अनुसार व्यक्त करना होगा:

(वी - वीवी) / आईवी

R2 की गणना कैसे करें

रोकनेवाला R2 को यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त रूप से छोटा होना चाहिए कि जब IE when 0 Amp पर R2 के पार वोल्टेज VR2 द्वारा SCR को गलत तरीके से ट्रिगर नहीं किया गया है। इसके लिए VR2 की गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जानी चाहिए:

VR2 ≅ R2V / (R2 + RBB) (जब IE) 0)

संधारित्र ट्रिगरिंग दालों के बीच समय की देरी प्रदान करता है, और प्रत्येक नाड़ी की लंबाई भी निर्धारित करता है।

सी की गणना कैसे करें

नीचे दिए गए आंकड़े का हवाला देते हुए, जैसे ही सर्किट संचालित होता है, वोल्टेज वीई जो वीसी के बराबर होता है, एक समय स्थिर R = R1C के माध्यम से वोल्टेज वीवी के लिए संधारित्र को चार्ज करना शुरू कर देगा।

आंकड़ा 8

UJT नेटवर्क में C की चार्जिंग अवधि निर्धारित करने वाला सामान्य समीकरण है:

vc = Vv + (V - Vv) (1 - हैआयकर / आर 1 सी)

अपनी पिछली गणनाओं के माध्यम से हम पहले से ही संधारित्र की उपरोक्त चार्जिंग अवधि के दौरान R2 में वोल्टेज को जानते हैं। अब, जब vc = vE = Vp, UJT डिवाइस राज्य में स्विच हो जाएगा, जिससे संधारित्र RB1 और R2 के माध्यम से डिस्चार्ज हो जाएगा, समय दर के आधार पर एक दर के साथ:

τ = (आरबी 1 + आर 2) सी

निम्नलिखित समीकरण का उपयोग निर्वहन समय की गणना के लिए किया जा सकता है

vc = vE

आप ≅ वीपीई आयकर / (आरबी 1 + आर 2) सी

यह समीकरण RB1 के कारण थोड़ा जटिल हो गया है, जो कि एमिटर करंट के बढ़ने के साथ-साथ R1 और V जैसे सर्किट में अन्य पहलुओं के साथ मूल्य में कमी से गुजरता है, जो कि समग्र रूप से C के निर्वहन दर को भी प्रभावित करता है।

इसके बावजूद, अगर हम चित्र # 8 (बी) के ऊपर दिए गए समतुल्य सर्किट का उल्लेख करते हैं, तो आमतौर पर R1 और RB2 के मूल्य ऐसे हो सकते हैं कि संधारित्र C के आस-पास कॉन्फ़िगरेशन के लिए Thévenin नेटवर्क R1 से थोड़ा प्रभावित हो सकता है। आरबी 2 प्रतिरोधक। हालाँकि वोल्टेज V अधिक बड़ा प्रतीत होता है, लेकिन थिएवेन वोल्टेज के समर्थन वाले प्रतिरोधक विभक्त को आम तौर पर अनदेखा और समाप्त किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए समतुल्य आरेख में दिखाया गया है:

इसलिए, उपरोक्त सरलीकृत संस्करण हमें कैपेसिटर सी के निर्वहन चरण के लिए निम्नलिखित समीकरण प्राप्त करने में मदद करता है, जब वीआर 2 अपने चरम पर होता है।

वीआर 2 ≅ आर 2 (वीपी - 0.7) / आर 2 + आरबी 1

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