วันจันทร์ที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2554

ยูเจที (UJT)

 ยูเจที (UJT)
1. โครงสร้างและสัญลักษณ์ของยูเจที
ยูเจที (UJT)  ย่อมาจาก” ยูนิจังชั่น ทรานซิสเตอร์  Unijunction Transistor” เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีโครงสร้างเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด แท่งหนึ่งแล้วทำการต่อขั้วเข้าที่ปลายของสารกึ่งตัวนำนั้น จากนั้นนำแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด มาต่อให้เกิดรอยต่อที่บริเวณตรงกลางแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด ค่อนไปทางด้านบนเล็กน้อย ดังรูปที่ 1 ตรงรอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิด และสารกึ่งตัวนำชนิด จะเสมือนกับเป็นไดโอดตัวหนึ่งและต่อขาออกจากปลายทั้งสามดังรูปที่ 1 โดยขาที่ต่อออกจากสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเป็นขาอิมิตเตอร์ ส่วนขาที่ต่อออกจากแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ที่ใกล้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่าขา B1 และขา B2


                                                                            

รูปที่ 1 แสดงโครงสร้าง และสัญลักษณ์ของยูเจที


จากลักษณะโครงสร้างของยูเจทีตามรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าแท่งสารเอ็นจะมีขาเบส 1 และขาเบส 2 ต่ออยู่ จะ


เสมือนเป็นตัวต้านทานที่ต่ออยู่ โดยมีไดโอดที่เกิดจากรอยต่อ p-n ต่อระหว่างขาอิมิตเตอร์ กับบริเวณตรงกลางของตัวต้านทาน ดังนั้นลักษณะของวงจรสมมูลดังรูปที่ 2


รูปที่ 2 แสดงวงจรสมมูลของยูเจที


2. ลักษณะสมบัติของยูเจที
                จากรูปที่ 3 เมื่อปรับตัวต้านทานให้เพิ่มแรงดันที่ขา เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะมีกระแสรั่วไหลเพียงเล็กน้อย เมื่อแรงดันที่ขา เพิ่มขึ้นถึง VP จะทำให้ไดโอดได้รับไบอัสตรงจะทำให้มีกระแสไหลจากขา ไปยังขา B1 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และในขณะเดียวกันแรงดันที่ขาอิมิตเตอร์ (VEจะมีค่าลดลงอย่างรวดเร็วแรงดันนี้จะลดลงเรื่อยๆ จนถึงค่าต่ำสุด (VVจากนั้นถ้าเพิ่มแรงดันที่ขา เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจนถึงจุดอิ่มตัว (VE(sat)และถ้าเพิ่มแรงดันสูงขึ้นอีกก็จะทำให้ยูเจทีพังทลายได้ ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดัน VE มีค่าน้อยกว่าแรงดันที่จุดต่อ RB1และ RB2 ก็จะทำให้ยูเจทีไม่มีกระแสไหลอีกเช่นเคย


รูปที่ 3 แสดงวงจรใช้หากราฟลักษณะสมบัติของยูเจที


รูปที่ 4 แสดงกราฟลักษณะสมบัติของยูเจที

        RBB       ความต้านทานภายใน UJT ระหว่างขา B1-B2(RBB=RB1+RB2ประมาณ 4K-10K
        VBB       แรงดันที่จ่ายให้ขา B2และB1
     Ŋ       =     อัตราส่วนอินทรินซิก สแตนออฟ มีค่าอยู่ระหว่าง 0.5 - 0.75
        VE       =     เป็นแรงดันป้อนให้ขา จนทำให้ไดโอดนำกระแส
        VD       =    เป็นแรงดันที่ตกคร่อมไดโอด มีค่าประมาณ 0.6 - 0.7 V
        IE         =     ค่ากระแสไบอัสกลับที่ขา และขา B2 โดย B1 เปิดวงจร
        IE         =      กระแสที่ขา E ของยูเจที มีค่าไม่เกิน 50mA PEAK
        VV       =     เป็นแรงดันต่ำสุด(Volley Point) ระหว่างขา E กับ B1
        IV             คือค่ากระแสที่ไหลในขณะที่แรงดันที่ขา มีค่าต่ำสุด (VV)
        IP         =      คือค่ากระแสที่ขา ในขณะแรงดันมีค่า VP

3. วงจรกำเนิดสัญญาณ Relaxation โดยใช้ยูเจที


รูปที่ 5 แสดงวงจร Relaxation ออสซิลเลเตอร์



รูปที่ 6 แสดงไดอะแกรมเวลาแสดงการทำงานของวงจร Relaxation ออสซิสเลเตอร์

การทำงานของวงจร เริ่มแรกตัวเก็บประจุ C จะทำการประจุแรงดันผ่าน R1 จนมีค่าแรงดันสูงขึ้นซึ่งแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ C1 นี้จะเป็นแรงดันป้อนให้ขา E (VEเมื่อแรงดันที่ขาE นี้มีค่าเท่ากับ  VP(VP=VDŊVBB )  จะทำให้ไดโอดนำกระแส ความต้านทานระหว่างขา Eกับขา B1 ลดลงอย่างรวดเร็วมีกระแสไหลผ่าน มีแรงดันตกคร่อม Rสูงขึ้นตกคร่อม R3ต่ำสูงในช่วงเวลานี้ตัวเก็บประจุ C 1จะคายประจุผ่านขา  ออกขา B1 ด้วย ทำให้แรงดันที่ขาE     ค่าลดลงจนทำให้ยูเจที หยุดนำกระแส ความต้านทานขา E  และขา B1 มีค่าสูงขึ้นอีก ก็จะเริ่มการประจุใหม่และยูเจที ก็จะเริ่มรอบการทำงานใหม่อีกครั้งหนึ่ง โดยจะได้สัญญาณที่ขาต่างๆ ดังแสดงในรูป 6 สามารถคำนวณหาคาบเวลาและความถี่ได้จากสูตร

t1 = RC ln [(VBB-VV)/(VBB-VP)]   (เวลาในCharge ของ C1)
t2 = (RB1+RB2)C ln (VP/VV(เวลาใน Discharge ของ C1)
จาก T = t1 + t2
                และFosc= 1/T = 1/(t+ t2)
             หรือจะหาค่า Fosc โดยประมาณได้จาสูตร
                Fosc = 1/RC ln[1/(1- )]

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น