Tranzistorul TUJ

TRANZISTORUL UNIJONCTIUNE (TUJ)

1. INTRODUCERE

Tranzistorul unijonctiune este un dispozitiv cu caracteristica bistabila, foarte folosit în circuitele neliniare si de impulsuri.

TUJ-ul nu amplifica, nu are nici macar caracteristici liniare, dar denumirea de tranzistor unijonctiune se pastreaza din obisnuinta si ea poate provoca uneori confuzie.

TUJ-ul, numit si dioda cu baza dubla, are structura si simbolizarea date în figura 1.

Figura 1. Tranzistorul unijonctiune. Structura fizica, simbolizare si schema electrica echivalenta.

TUJ-ul se compune dintr-o bara de siliciu, slab dopata cu impuritati, astfel încât rezistenta între bazele B1 si B2 este relativ mare (10 KOhmi).

La capetele B1 si B2, numite baze, se realizeaza contacte ohmice pentru lipirea terminalelor. În regiunea mediana a blocului semiconductor de tip n este realizata o jonctiune pn. Zona p, puternic dopata, se numeste emitor.

La aplicarea unei tensiuni uBB>0 între cele doua baze potentialul punctului din zona n, aflat în dreptul jonctiunii, este hUbb, unde h se numeste raport intrinsec si este definit de relatia (1).

h = Rb1 / (Rb1 + Rb2) (1)

uEB1= h uBB (2)

Rb1 si Rb2 sunt rezistentele barei de semiconductor între punctul din dreptul jonctiunii emitorului si cele doua baze.

Valorile uzuale ale factorului (raportului) intrinsec h sunt cuprinse în intervalul (0,5…0,8).

Cât timp uEB1= uE< uBB jonctiunea emitor-baza este polarizata invers si prin circuitul de intrare circula un curent invers. Pe caracteristica tensiune curent, segmentul AB reprezinta zona de blocare.

Pâna la amorsarea dispozitivului, circuitul B2B1 conduce un curent mic Io=uB2B1 / Rbb unde Rbb=Rb1 +Rb2 .

În punctul P, tensiunea din emitor este egala cu hUbb +Ud iar curentul prin dispozitiv atinge valoarea Ip; Ud este tensiunea de deschidere a jonctiunii emitor baza2.

Figura 2. Caracteristica statica tensiune-curent a TUJ-ului.

Daca TUJ ul este alimentat în serie cu o rezistenta, la deschiderea jonctiunii EB1, tensiunea Ubb scade mult din cauza golurilor injectate de zona p în zona n, iar rezistenta regiunii B1B2 scade mult.

Mai departe, curentul de emitor creste brusc iar tensiunea uEB1 scade pâna la valoarea tensiunii directe pe dioda emitor-baza B1. S-a atins punctul V.

În continuare, curentul iE creste cu tensiunea uEB1 dupa caracteristica statica în sens direct a acestei diode.

Se remarca faptul ca tensiunea uBB determina valoarea tensiunii uE la care tranzistorul intra în stare de conductie, dupa care tensiunea uBB îsi pierde rolul de comanda asupra curentului iE.

Portiunea PV are o rezistenta negativa. Pe caracteristica statica se disting doua puncte importante: P (peak-point=punct de vârf) si V (valley-point=punct de vale).

2. UTILIZARE

TUJ-ul se utilizeaza frecvent pentru comanda aprinderii tiristoarelor, putând genera impulsuri scurte, de energie mare, consumând un curent mic de la sursa de alimentare.

Aplicatia tipica este oscilatorul cu TUJ compus dintr-un circuit RC pentru acumularea energiei, TUJ-ul si rezistorul de sarcina R1, de valoare mica în comparatie cu rezistenta interna a TUJ-ului.