Однопереходный транзистор ( UJT ) — это трехпроводной электронный полупроводниковый прибор с одним переходом . Он действует исключительно как электрически управляемый переключатель.
UJT не используется в качестве линейного усилителя. Он используется в автономных генераторах, синхронизированных или запускаемых генераторах и схемах генерации импульсов на низких и средних частотах (сотни килогерц). Он широко используется в схемах запуска для кремниевых управляемых выпрямителей . В 1960-х годах низкая стоимость за единицу в сочетании с его уникальными характеристиками гарантировала его использование в самых разных приложениях, таких как генераторы, генераторы импульсов, генераторы пилообразного напряжения, схемы запуска, управление фазой, схемы синхронизации и источники питания с регулировкой напряжения или тока. [2] Первоначальные типы однопереходных транзисторов в настоящее время считаются устаревшими, но более позднее многослойное устройство, программируемый однопереходный транзистор , по-прежнему широко доступно.
Существует три типа однопереходных транзисторов:
Схемы с однопереходными транзисторами были популярны в любительских электронных схемах в 1960-х и 1970-х годах, поскольку они позволяли создавать простые генераторы с использованием всего одного активного устройства. Например, они использовались для релаксационных генераторов в стробоскопах с переменной частотой. [4] Позже, когда интегральные схемы стали более популярными, генераторы, такие как ИС таймера 555, стали использоваться чаще.
Помимо использования в качестве активного устройства в релаксационных генераторах, одним из наиболее важных применений UJT или PUT является запуск тиристоров ( кремниевых управляемых выпрямителей (SCR), TRIAC и т. д.). Постоянное напряжение может использоваться для управления схемой UJT или PUT таким образом, что «период включения» увеличивается с увеличением управляющего напряжения постоянного тока. Это применение важно для управления большим переменным током.
UJT также можно использовать для измерения магнитного потока. Эффект Холла модулирует напряжение на PN-переходе. Это влияет на частоту релаксационных осцилляторов UJT. [5] Это работает только с UJT. PUT не демонстрируют этого явления.
.jpg/1280px-Unijuction_transistor_KT117_(open).jpg){kind=spacer}
UJT имеет три вывода: эмиттер (E) и две базы (B 1 и B 2 ), поэтому его иногда называют «диодом с двойной базой». База образована слаболегированным стержнем кремния n-типа . На его концах прикреплены два омических контакта B 1 и B 2. Эмиттер изготовлен из сильнолегированного материала p-типа . Единственный PN-переход между эмиттером и базой дает устройству его название. Сопротивление между B1 и B2, когда эмиттер разомкнут, называется межбазовым сопротивлением . Эмиттерный переход обычно расположен ближе к базе-2 (B2), чем к базе-1 (B1), поэтому устройство не является симметричным, поскольку симметричный блок не обеспечивает оптимальных электрических характеристик для большинства приложений.
Если между его эмиттером и любым из его базовых выводов нет разности потенциалов, то существует чрезвычайно малый ток от B 1 к B 2. С другой стороны, если к его эмиттеру приложено достаточно большое напряжение относительно его базовых выводов, известное как напряжение срабатывания , то очень большой ток от его эмиттера присоединяется к току от B 1 к B 2 , что создает больший выходной ток B 2 .
Схематическое обозначение однопереходного транзистора представляет собой вывод эмиттера со стрелкой, показывающей направление обычного тока , когда переход эмиттер-база проводит ток. Комплементарный однопереходный транзистор использует базу p-типа и эмиттер n-типа и работает так же, как и устройство с базой n-типа, но со всеми полярностями напряжения, обращенными вспять.
Структура UJT похожа на структуру N-канального JFET , но в JFET материал p-типа (затвор) окружает материал N-типа (канал), а поверхность затвора больше, чем у эмиттерного перехода UJT. UJT работает с эмиттерным переходом, смещенным в прямом направлении, в то время как JFET обычно работает с затворным переходом, смещенным в обратном направлении. UJT представляет собой устройство с отрицательным сопротивлением, управляемым током .
Устройство имеет уникальную характеристику, заключающуюся в том, что при его срабатывании ток эмиттера регенеративно увеличивается до тех пор, пока не будет ограничен источником питания эмиттера. Оно демонстрирует характеристику отрицательного сопротивления, поэтому его можно использовать в качестве осциллятора.
UJT смещен положительным напряжением между двумя базами. Это вызывает падение потенциала по длине устройства. Когда напряжение эмиттера подается примерно на одно напряжение диода выше напряжения в точке, где находится диффузия P (эмиттер), ток начнет течь из эмиттера в область базы. Поскольку область базы очень слабо легирована, дополнительный ток (фактически заряды в области базы) вызывает модуляцию проводимости, что снижает сопротивление части базы между эмиттерным переходом и клеммой B2. Это уменьшение сопротивления означает, что эмиттерный переход более смещен вперед, и поэтому вводится еще больше тока. В целом, эффект заключается в отрицательном сопротивлении на клемме эмиттера. Это то, что делает UJT полезным, особенно в простых осцилляторных схемах.
Однопереходный транзистор был изобретен как побочный продукт исследований германиевых тетродных транзисторов в General Electric . [6] Он был запатентован в 1953 году. В коммерческих целях производились кремниевые устройства. [7] Распространенный номер детали — 2N2646.
