Однопереходный транзистор

Однопереходный транзистор
	Однопереходные транзисторы
Тип	активный
Изобретенный	Дженерал Электрик (1953)
Конфигурация контактов	B2, B1, эмиттер
Электронный символ
	; Символ UJT N и P

( Однопереходный транзистор UJT ) представляет собой трехвыводный электронный полупроводниковый прибор только с одним переходом . Он действует исключительно как переключатель с электрическим управлением.

UJT не используется в качестве линейного усилителя. Он используется в автономных генераторах, синхронизированных или триггерных генераторах, а также в схемах генерации импульсов на низких и умеренных частотах (сотни килогерц). Он широко используется в схемах запуска кремниевых управляемых выпрямителей . В 1960-х годах низкая стоимость единицы в сочетании с ее уникальными характеристиками гарантировала ее использование в самых разных приложениях, таких как генераторы, генераторы импульсов, пилообразные генераторы, схемы запуска, управление фазой, схемы синхронизации и измерения напряжения или тока. -регулируемые поставки. ^[2] Исходные типы однопереходных транзисторов сейчас считаются устаревшими, но более позднее многослойное устройство, программируемый однопереходный транзистор , все еще широко доступно.

Типы

Существует три типа однопереходных транзисторов:

Оригинальный однопереходный транзистор, или UJT, представляет собой простое устройство, которое по существу представляет собой стержень полупроводникового материала n-типа , в который где-то по длине диффундирует материал p-типа, фиксируя параметр устройства. $\eta$ («внутренний коэффициент отклонения»). Модель 2N2646 является наиболее часто используемой версией UJT.
Комплементарный однопереходный транзистор, или CUJT, представляет собой стержень полупроводникового материала p-типа , в который где-то по длине диффундирует материал n-типа, определяющий параметр устройства. $\eta$ . Модель 2N6114 является одной из версий CUJT.
Программируемый однопереходный транзистор, или PUT, представляет собой многопереходное устройство, которое с двумя внешними резисторами демонстрирует характеристики, аналогичные UJT. Он является близким родственником тиристора и , как и тиристор, состоит из четырех pn-слоев. Он имеет анод и катод, подключенные к первому и последнему слою соответственно, и затвор, подключенный к одному из внутренних слоев. PUT не являются напрямую взаимозаменяемыми с обычными UJT, но выполняют аналогичную функцию. В правильной конфигурации схемы с двумя «программирующими» резисторами для установки параметра $\eta$ , они ведут себя как обычный UJT. 2N6027, 2N6028 ^[3] и модели BRY39 являются примерами таких устройств.

Приложения

Схемы однопереходных транзисторов были популярны в электронных схемах любителей в 1960-х и 1970-х годах, поскольку они позволяли простые генераторы создавать с использованием всего одного активного устройства. Например, они использовались для релаксационных генераторов в стробоскопах с регулируемой скоростью. ^[4] Позже, когда интегральные схемы генераторы, такие как микросхема таймера 555 стали более популярными, стали более широко использоваться .

Помимо использования в качестве активного устройства в релаксационных генераторах, одним из наиболее важных применений UJT или PUT является запуск тиристоров ( кремниевые управляемые выпрямители (SCR), симисторы и т. д.). Напряжение постоянного тока можно использовать для управления схемой UJT или PUT, так что «период включения» увеличивается с увеличением управляющего напряжения постоянного тока. Это приложение 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 генераторов UJT. ^[5] Это работает только с UJT. PUT не демонстрируют этого явления.

Строительство

UJT имеет три вывода: эмиттер (E) и две базы (B1 _и B2 ₎ , поэтому его иногда называют «диодом с двойной базой». База представляет собой слегка легированный n-типа брусок кремния два омических контакта Б ₁ и Б ₂ . На его концах закреплены . Эмиттер изготовлен из сильнолегированного материала p-типа . Единственный PN-переход между эмиттером и базой дал устройству 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 оптимальные электрические характеристики для большинства применений.

Если между его эмиттером и любым из выводов базы нет разности потенциалов, то существует чрезвычайно малый ток между B ₁ и B ₂ . достаточно большое напряжение относительно выводов его базы, известное как напряжение триггера С другой стороны, если к его эмиттеру приложено _{, то очень большой ток от его эмиттера присоединяется к току от B 1} к B ₂ , что создает больший ток от его эмиттера. Выходной ток B ₂ .

Символ принципиальной диаграммы однопереходного транзистора представляет вывод эмиттера со стрелкой, показывающей направление обычного тока , когда переход эмиттер-база проводит ток. Дополнительный UJT использует базу p-типа и эмиттер n-типа и работает так же, как базовое устройство n-типа, но со всеми полярностями напряжения обратной.

Структура UJT аналогична структуре N-канального JFET , но материал p-типа (затвора) окружает материал N-типа (канала) в JFET, а поверхность затвора больше, чем эмиттерный переход UJT. UJT работает с эмиттерным переходом, смещенным в прямом направлении, тогда как JFET обычно работает с затворным переходом, смещенным в обратном направлении. UJT представляет собой устройство с отрицательным сопротивлением, управляемое током .

Работа устройства

Устройство имеет уникальную характеристику: при срабатывании ток его эмиттера регенеративно увеличивается до тех пор, пока он не будет ограничен источником питания эмиттера. Он обладает отрицательной характеристикой сопротивления и поэтому может использоваться в качестве генератора.

UJT смещен положительным напряжением между двумя базами. Это вызывает падение потенциала по длине устройства. Когда напряжение на эмиттере подается примерно на одно напряжение на диоде выше напряжения в точке, где находится P-диффузия (эмиттер), ток начнет течь из эмиттера в область базы. Поскольку область базы легирована очень слабо, дополнительный ток (фактически заряжает область базы) вызывает модуляцию проводимости , которая уменьшает сопротивление части базы между эмиттерным переходом и выводом B2. Это уменьшение сопротивления означает, что эмиттерный переход более смещен в прямом направлении, и поэтому вводится еще больший ток. В целом, эффектом является отрицательное сопротивление на клемме эмиттера. Именно это делает UJT полезным, особенно в простых генераторных схемах.

Изобретение

Однопереходный транзистор был изобретен как побочный продукт исследований германиевых тетродных транзисторов в компании General Electric . ^[6] Он был запатентован в 1953 году. Кремниевые устройства производились в промышленных масштабах. ^[7] Общий номер детали — 2N2646.

Ссылки

^ https://saliterman.umn.edu/sites/saliterman.dl.umn.edu/files/general/solid_state_power_switching.pdf Страница 12
^ Дж. Ф. Клири (редактор), Руководство по транзисторам General Electric , General Electric, 1964, Глава 13 «Схемы однопереходных транзисторов»
^ Спецификация 2N6027, 2N6028 от ON Semiconductor, на сайте Farnell.com.
^ Рональд М. Бенри (октябрь 1964 г.). «Повторяющаяся вспышка, которую можно построить» . Популярная наука . 185 (4): 132–136.
^ Агравал, СЛ; Саха, ДП; Свами, Р.; Сингх, Р.П. (23 апреля 1987 г.). «Цифровой магнитный флюксметр с использованием однопереходного транзисторного зонда». Международный журнал электроники . 63 (6): 905–910. дои : 10.1080/00207218708939196 .
^ Джек Уорд (2005). «Музей транзисторов Устная история Suran Index Однопереходные транзисторы GE» . SemiconductorMuseum.com . Проверено 10 апреля 2017 г.
^ «История General Electric — история транзисторов» . Google.com . Проверено 10 апреля 2017 г.

[1] ttps://saliterman.umn.edu/sites/saliterman.dl.umn.edu/files/general/solid_state_power_switching.pdf Страница 12

[Cleary64-2] Дж. Ф. Клири (редактор), Руководство по транзисторам General Electric , General Electric, 1964, Глава 13 «Схемы однопереходных транзисторов»

[3] Спецификация 2N6027, 2N6028 от ON Semiconductor, на сайте Farnell.com.

[4] Рональд М. Бенри (октябрь 1964 г.). «Повторяющаяся вспышка, которую можно построить» . Популярная наука . 185 (4): 132–136.

[5] Агравал, СЛ; Саха, ДП; Свами, Р.; Сингх, Р.П. (23 апреля 1987 г.). «Цифровой магнитный флюксметр с использованием однопереходного транзисторного зонда». Международный журнал электроники . 63 (6): 905–910. дои : 10.1080/00207218708939196 .

[6] Джек Уорд (2005). «Музей транзисторов Устная история Suran Index Однопереходные транзисторы GE» . SemiconductorMuseum.com . Проверено 10 апреля 2017 г.

[7] «История General Electric — история транзисторов» . Google.com . Проверено 10 апреля 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]